汽车电器-绪论及蓄电池

1、n汽车电器汽车电器Automobile Appliance 问你两个问题n1、汽车有哪几部分构成？n2、你对汽车电器了解多少？汽车电器在汽车中的地位 汽车是由发动机、底盘、车身、电器四部分组成的。 汽车电器性能的好坏直接影响汽车的动力性、经济性、安全性、可靠性、舒适性及废气污染等方面的性能。 例如，为使汽车发动机获得最高的经济性，需要例如，为使汽车发动机获得最高的经济性，需要点火系统在最适当的时间点火；为使发动机可靠起动，点火系统在最适当的时间点火；为使发动机可靠起动，需采用电力起动机；为保证汽车工作可靠、行驶安全，需采用电力起动机；为保证汽车工作可靠、行驶安全，则有赖于各种指示仪表、信号装置

2、和照明灯具等电器则有赖于各种指示仪表、信号装置和照明灯具等电器的正常工作。的正常工作。绪论 汽车电器是一门专业核心课，其主要汽车电器是一门专业核心课，其主要任务是阐明汽车各种电器的构造、原理、任务是阐明汽车各种电器的构造、原理、性质、使用、维护等诸方面的内容。性质、使用、维护等诸方面的内容。 课程的学习重点课程的学习重点 1. 1.掌握汽车电器各部件名称、功用、结构及工作掌握汽车电器各部件名称、功用、结构及工作原理原理 2.2.掌握各电器系统常见故障及简单的处理方法掌握各电器系统常见故障及简单的处理方法 3.3.掌握有关汽车电器系统的一些专业术语掌握有关汽车电器系统的一些专业术语 4. 4.

3、能读懂常见几种车型的电路图能读懂常见几种车型的电路图 5.5.了解汽车电器、电子新技术的应用了解汽车电器、电子新技术的应用1769年第一辆蒸汽汽车1825年第一辆蒸汽公共汽车1886年第一辆三轮内燃机汽车(德国奔茨)1894年的奔驰碧罗汽车，采用煤油灯作照明。1902年，美国奥兹莫比乐汽车上采用电气照明灯。长城旅居车（房车）灶具、冰箱灶具、冰箱前部宽大的床铺前部宽大的床铺卫浴系统卫浴系统现代化的设备现代化的设备现代化的旅行车 随着汽车技术不断提高其动力性、经济性、安全性、舒适性、操纵性和排放等性能，汽车上使用的电器设备越来越多，汽车电器设备的发展与电子技术在汽车上的应用是密切相关。n一、汽车电

4、器设备的发展n50年代初，电子管收音机在汽车上应用。n1955年，晶体管收音机作为汽车的标准部件使用。n1960年，硅二极管整流的交流发电机替代直流发电机，我国于70年代开始使用交流发电机。n1967年，德国博世公司开创了汽油发动机电子控制燃油喷射技术的新时代（D型燃油喷射系统）。1973年，美国通用公司用集成电路IC式点火控制器替代分立元件式的电子点火装置。1976年，模拟计算机控制的电子点火系统的应用（克莱斯勒公司），77年，通用汽车公司将数字的微计算机应用于汽车发动机的电子控制。进入80年代，微机在汽车上的应用迅速发展并普及，除了发动机上的应用外，还在变速器控制、速度控制、制动防抱死系统

5、、驾驶辅助装置和乘座舒适性等方面广泛应用。汽车电子设备的应用概况目前，汽车电子化程度的高低已经成为国际上衡量汽车先进水平的重要标志，在工业发达国家生产的汽车上，电子装置的成本占整车成本的30%40%。根据汽车总体结构，汽车电子控制系统分为发动机电子控制系统、底盘电子控制系统和车身电子控制系统三大类。发动机的控制增加动力降低油耗改善排放自动变速器的控制降低驾驶劳动强度改善换档特性获得最佳动力主动安全控制ABS、ASREBD、ESP电动车窗电控门锁防盗系统电动座椅安全气囊SRS电动后视镜灯光控制倒车防撞动力转向后悬架控制前悬架控制电子导航电子仪表自动空调监视报警二、汽车电器设备的组成 汽车电器设备

6、是依靠电路进行工作的，电路就是电流的通路，它是为了某种需要由某些电工设备或元件按一定方式组合起来的。 电路由电源、负载和中间环节（开关、导线等）三个部分组成，这三部分称为组成电路的“三要素”。汽车电器设备的组成电 源电器设备配电装置蓄电池发电机起动系统点火系统照明与显示系统信号系统附属电器设备 中央接线盒、保险装置、控制开关、导线和接插件等。三、汽车电器系统的特点1、低电压汽车上的电源电压有12V（汽油发动机）和24V（柴油发动机）两种。2、直流电蓄电池提供的为直流电，用电设备均为直流供电。3、单线制4、负极搭铁 电源负极通过车架连接，俗称“负极搭铁”。学习目标学习目标q掌握蓄电池的功用。掌握

7、蓄电池的功用。q掌握铅酸蓄电池的基本结构、工作原理、特性。掌握铅酸蓄电池的基本结构、工作原理、特性。q掌握蓄电池的容量概念及影响因素。掌握蓄电池的容量概念及影响因素。q掌握蓄电池的充电、使用及故障检测排除方法。掌握蓄电池的充电、使用及故障检测排除方法。q了解新型蓄电池的结构特点及发展趋势。了解新型蓄电池的结构特点及发展趋势。 模块一模块一 蓄电池蓄电池 本章内容本章内容第一节第一节 蓄电池的结构与型号蓄电池的结构与型号第三节第三节 蓄电池的容量蓄电池的容量第一节第一节 蓄电池的结构与型号蓄电池的结构与型号一一 蓄电池的功用蓄电池的功用 汽车上装有汽车上装有蓄电池蓄电池和和发电机发电机两个直流电

8、两个直流电源，这两个电源并联，全车的用电设备均为源，这两个电源并联，全车的用电设备均为并联。并联。n1.1.蓄电池的功用蓄电池的功用n 1 1）起动发动机时，蓄电池向起动系和点火系等供电。）起动发动机时，蓄电池向起动系和点火系等供电。n 2 2）当发动机低速运转，发电机电压低于蓄电池的充电电压）当发动机低速运转，发电机电压低于蓄电池的充电电压 时，由蓄电池向用电设备供电。时，由蓄电池向用电设备供电。n 3 3）当发电机过载时，蓄电池协助发电机向用电设备供电。）当发电机过载时，蓄电池协助发电机向用电设备供电。n 4 4）当发动机中、高速运转，发电机电压高于蓄电池的充电电）当发动机中、高速运转，发

9、电机电压高于蓄电池的充电电压时，蓄电池将发电机的剩余电能储存起来。压时，蓄电池将发电机的剩余电能储存起来。n 5 5）蓄电池还可以吸收电路中的瞬时过电压，保持汽车电器系）蓄电池还可以吸收电路中的瞬时过电压，保持汽车电器系统电压的稳定，保护电子元件。统电压的稳定，保护电子元件。 2.2.对蓄电池的基本要求对蓄电池的基本要求 在发动机起动时，蓄电池能给起动机提供在发动机起动时，蓄电池能给起动机提供200A200A600A600A的电的电流（有的柴油发动机最大起动电流超过流（有的柴油发动机最大起动电流超过1000A1000A），并且要能持续），并且要能持续一定的时间（一般要求一定的时间（一般要求5s

10、5s10s10s以上）；在发电机发生故障不能以上）；在发电机发生故障不能发电时，蓄电池的容量应能维持车辆行驶一定的时间。所以，要发电时，蓄电池的容量应能维持车辆行驶一定的时间。所以，要求汽车用蓄电池有尽可能小的内阻和足够的容量求汽车用蓄电池有尽可能小的内阻和足够的容量。蓄电池的构造与型号蓄电池的构造与型号n二、蓄电池的构造 汽车常用的蓄电池为铅酸蓄电池，12V的蓄电池由6个单格蓄电池串联而成，每个单格蓄电池的标称电压为2V，充满电时为2.1V。 铅酸蓄电池由极板、隔板、电解液和壳体组成。1、极板与极板组蓄电池的极板分为正极板和负极板，它们都以铅锑合金浇铸成的栅架为骨架，在栅架上填充活性物质制成

11、极板。极板结构活性物质 正极板上的活性物质是深棕色的二氧化铅(PbO2)， 负极板上的活性物质是海绵状、青灰色的纯铅(Pb)。 目前，蓄电池采用的栅架有二种，一种为普通型，另一种为放射型。其中放射型栅架具有输出电流大、内阻小的特点，在新型蓄电池中采用。普通型放射型极板组单格蓄电池极板组12V蓄电池极板组 为了增大蓄电池的容量，每个单格蓄电池都由多个正、负极板组成极板组。每个正极板都处于两片负极板之间，使正极板两侧充、放电均匀。正、负极板之间装有绝缘隔板，以防止极板之间短路。隔板应具有多孔性，以便电解液的自由渗透。隔板采用耐酸性和抗碱性的木质、微孔橡胶、微孔塑料及浸树脂纸质材料制成。 近年来，还

12、将微孔塑料隔板做成袋状，紧包在正极板的外部，防止活性物质的脱落。2、隔板电解液是由化学纯的硫酸化学纯的硫酸（H2SO4）和蒸馏水蒸馏水（H2O）按一定比例配制而成的硫酸水溶液（密度为1.241.30克/立方厘米）。64%蒸馏水H2O+36%硫酸H2SO4=电解液密度：1.000密度：1.835密度：1.265 电解液密度对蓄电池的容量和寿命影响大。密度大可以提高蓄电池的容量，减少结冰的危险；但粘度增加，流动性变差，使蓄电池的容量下降，而且腐蚀作用增强，降低极板和隔板的寿命。3、电解液 壳体采用耐酸、耐热和耐震的硬橡胶或聚丙稀塑料制成整体式结构，壳体内分成个互不相通的单格，每个单格内装有极板组和

13、电解液组成一个单格的蓄电池。 壳体的底部有凸起的筋，用来支撑极板组，并使极板上脱落下来的活性物质落入凹槽中，防止极板短路。4、壳体三、蓄电池的规格型号n 蓄电池的型号按JB/T 2599-1993 铅酸蓄电池产品型号编制方法的规定，组成如下：额定容量（安时/Ah）类型和特征Q起动型A干荷电式W免维护式单格蓄电池个数例如：6-QA-1056-QAW-100n一、蓄电池的工作原理 蓄电池是一个化学电源，其充电与放电过程是一种可逆的化学反应。1、电动势的建立 在正极板处，PbO2在电解液的作用下而生成带正电荷的铅离子(Pb4+)沉浮在正极板上，使正极板具有约2V的正电位。 在负极板处，铅电离为铅离子

14、（Pb2+）和电子(2e)，2个电子留在负极板上，使负极板具有约 -0.1V的负电位。+2V+2V-0-0. .1V1V 当极板浸入电解液后，由于少量的活性物质溶解于电解液，产生了电当极板浸入电解液后，由于少量的活性物质溶解于电解液，产生了电极电位，并且由于正负极板的电极电位不同形成了蓄电池的电动势。极电位，并且由于正负极板的电极电位不同形成了蓄电池的电动势。正极板处，少量正极板处，少量PbOPbO2 2溶入电解液，与水生成溶入电解液，与水生成Pb(OH)Pb(OH)4 4，再分离成四价铅离，再分离成四价铅离子和氢氧根离子。即子和氢氧根离子。即PbOPbO2 2+2H+2H2 2OPb(OH)

15、OPb(OH)4 4Pb(OH)Pb(OH)4 4PbPb4+4+4OH+4OH- - 其中，溶液中的其中，溶液中的 PbPb4+4+有沉附于正极板的倾向，使正极板呈正电位，有沉附于正极板的倾向，使正极板呈正电位，同时由于正、负电荷的吸引，极板上同时由于正、负电荷的吸引，极板上 PbPb4+4+有与溶液中有与溶液中OHOH- -结合，生成结合，生成 Pb(OH)Pb(OH)4 4的倾向，当两者达到动态平衡时，正极板的电极电位约为的倾向，当两者达到动态平衡时，正极板的电极电位约为+2.0 V+2.0 V。 在负极板处，金属铅受到两方面的作用，一方面它有溶解于电解液在负极板处，金属铅受到两方面的作

16、用，一方面它有溶解于电解液的倾向，因而有少量铅进入溶液，生成的倾向，因而有少量铅进入溶液，生成PbPb2+2+，在负极板上留下两个电子，在负极板上留下两个电子2e2e，使负极板带负电；另一方面，由于正、负电荷的相互吸引，使负极板带负电；另一方面，由于正、负电荷的相互吸引，PbPb2+2+有沉附于有沉附于极板表面的倾向。当两者达到平衡时，溶解便停止，此时极板具有负电极板表面的倾向。当两者达到平衡时，溶解便停止，此时极板具有负电位，约为位，约为-0.1V-0.1V。 因此，当外电路未接通，一个充足电的蓄电池，反应达到相对平衡因此，当外电路未接通，一个充足电的蓄电池，反应达到相对平衡状态时，在静止状

17、态下的电动势状态时，在静止状态下的电动势Ej:Ej:EjEj2.0-(-0.1)2.0-(-0.1)2.1(V)2.1(V) 实际测定的结果是实际测定的结果是 EjEj 2.044V2.044V。正、负极板上生成硫酸铅（PbSO4），电解液中水份增加。随着放电的进行，电解液密度减小。 接上负载后的化学反应2、蓄电池的放电将蓄电池与电路上的负载接通时，在电动势的作用下，电流将蓄电池与电路上的负载接通时，在电动势的作用下，电流If从正极经过负载流往负极（电从正极经过负载流往负极（电子从蓄电池负极经外电路流向正极），使正极电位降低，负极电位升高，破坏了原有的平衡子从蓄电池负极经外电路流向正极），使正

18、极电位降低，负极电位升高，破坏了原有的平衡 如果电路不中断，放电化学反如果电路不中断，放电化学反应将不断进行，使正极板上的应将不断进行，使正极板上的PbOPbO2 2和负极板上的和负极板上的PbPb都逐渐转变为都逐渐转变为PbSOPbSO4 4，电解液中电解液中H H2 2SOSO4 4逐渐减少而水增多，逐渐减少而水增多，电解液相对密度下降。总的化学反电解液相对密度下降。总的化学反应式如下：应式如下：PbOPbO2 2 2H2H2 2SOSO4 4PbPbSOPbPbSO4 42H2H2 2O OPbSOPbSO4 4 理论上，放电过程应进行到极理论上，放电过程应进行到极板上的活性物质全部变为

19、硫酸铅为板上的活性物质全部变为硫酸铅为止。而实际上是不可能的，因为电止。而实际上是不可能的，因为电解液不能渗透到活性物质的最内层。解液不能渗透到活性物质的最内层。使用中，所谓放完电的蓄电池，实使用中，所谓放完电的蓄电池，实际上只有际上只有20%20%30%30%的活性物质变成的活性物质变成了硫酸铅，因此采用薄型极板，增了硫酸铅，因此采用薄型极板，增加多孔率，提高极板活性物质的利加多孔率，提高极板活性物质的利用率是蓄电池工业的发展方向。用率是蓄电池工业的发展方向。 在外电源的作用下，迫使个电子从正极板返回负极板，形成从正极板流向负极板的充电电流。极板上的硫酸铅还原成氧化铅和铅，电解液中的水份还原

20、成硫酸。随着充电的进行，电解液中硫酸的成份增加，电解液密度增大。3、充电过程由此可见，在充电过程中，由此可见，在充电过程中，正负极板上的正负极板上的PbSO4将逐将逐渐恢复为渐恢复为PbO2和和Pb，电，电解液中解液中H2SO4逐渐增多而逐渐增多而水减少，电解液相对密度水减少，电解液相对密度上升。总的化学反应式如上升。总的化学反应式如下：下：PbSO42H2OPbSO4PbO2 2H2SO4Pbn由蓄电池充放电时的化学反应过程，可以得出如下几点结论。由蓄电池充放电时的化学反应过程，可以得出如下几点结论。n 1）蓄电池在放电时，电解液中的硫酸逐渐减少，水逐渐增多，）蓄电池在放电时，电解液中的硫酸

21、逐渐减少，水逐渐增多，电解液密度下降；蓄电池在充电时，电解液中的硫酸将逐渐增多，电解液密度下降；蓄电池在充电时，电解液中的硫酸将逐渐增多，而水将逐渐减少，电解液密度增加。因此，可以通过测量电解液而水将逐渐减少，电解液密度增加。因此，可以通过测量电解液密度的方法定性地判断蓄电池充放电程度。密度的方法定性地判断蓄电池充放电程度。n 2）在充放电时，电解液密度发生变化，主要是由于正极板的）在充放电时，电解液密度发生变化，主要是由于正极板的活性物质发生化学反应的结果，因此要求正极板处的电解液流动活性物质发生化学反应的结果，因此要求正极板处的电解液流动性要好。所以在装配蓄电池时，应将隔板有沟槽的一面对着

22、正极性要好。所以在装配蓄电池时，应将隔板有沟槽的一面对着正极板，以便电解液流通。板，以便电解液流通。n 3）蓄电池放电终了时，极板上尚余有）蓄电池放电终了时，极板上尚余有7080的活性物质的活性物质没有起作用。因此，要减轻铅蓄电池的质量，提高供电能力，应没有起作用。因此，要减轻铅蓄电池的质量，提高供电能力，应该充分提高极板活性物质的利用率，在结构上提高极板的多孔性，该充分提高极板活性物质的利用率，在结构上提高极板的多孔性，减少极板的厚度。减少极板的厚度。 要正确使用蓄电池，必须掌握它的工作特性，即蓄电池的静止电动势、内阻和要正确使用蓄电池，必须掌握它的工作特性，即蓄电池的静止电动势、内阻和充放

23、电特性的变化规律。充放电特性的变化规律。1 1、静止电动势和内阻、静止电动势和内阻 1 1）静止电动势）静止电动势 在蓄电池内部工作物质的运动处于静止状态（不充电也不放电）时，蓄电池在蓄电池内部工作物质的运动处于静止状态（不充电也不放电）时，蓄电池的电动势称为静止电动势。的电动势称为静止电动势。 静止电动势可用直流电压表或万用表直接测量，静止电动势的大小取决于电静止电动势可用直流电压表或万用表直接测量，静止电动势的大小取决于电解液的密度和温度，在电解液密度为解液的密度和温度，在电解液密度为1.0501.0501.300 g/cm31.300 g/cm3的范围内，蓄电池的静的范围内，蓄电池的静止

24、电动势可用下面的经验公式计算：止电动势可用下面的经验公式计算： EjEj0.840.84 2525式中，式中，EjEj蓄电池的静止电动势，单位为蓄电池的静止电动势，单位为V V； 25252525时电解液的密度。时电解液的密度。 如果测量电解液密度时的电解液温度不是标准温度如果测量电解液密度时的电解液温度不是标准温度2525，则需要进行换算，则需要进行换算，公式为：公式为： 2525 t t（t t2525）式中，式中，t t实测的电解液密度；实测的电解液密度； tt测量时电解液温度，单位为测量时电解液温度，单位为； 密度温度系数，取密度温度系数，取 0.000750.00075汽车用蓄电池的

25、电解液相对密度在充电式增高，放电时下降，一般在汽车用蓄电池的电解液相对密度在充电式增高，放电时下降，一般在1.121.301.121.30之间波动。因此，蓄电池的静止电动势也响应地变化在之间波动。因此，蓄电池的静止电动势也响应地变化在1.97v2.15v1.97v2.15v之间。之间。二、蓄电池的工作特性二、蓄电池的工作特性2 2）内阻）内阻 蓄电池的内阻大小反映了蓄电池带负载的能力。在相同条件下，内蓄电池的内阻大小反映了蓄电池带负载的能力。在相同条件下，内阻越小，输出电流越大，带负载能力越强。蓄电池内阻包括极板电阻、阻越小，输出电流越大，带负载能力越强。蓄电池内阻包括极板电阻、隔板电阻、电解

26、液电阻、铅连接条和极桩的电阻等。在正常的使用中，隔板电阻、电解液电阻、铅连接条和极桩的电阻等。在正常的使用中，蓄电池的内阻很小，约为蓄电池的内阻很小，约为0.0l10.0l1。 极板电阻一般很小，并随着极板上活性物质的变化而变化。极板电阻一般很小，并随着极板上活性物质的变化而变化。 隔板电阻主要取决于隔板的材料、厚度及多孔性，在常用的隔板中，隔板电阻主要取决于隔板的材料、厚度及多孔性，在常用的隔板中，微孔塑料隔板的电阻较小。微孔塑料隔板的电阻较小。 电解液的电阻与电解液的温度和密度有关。电解液的电阻与电解液的温度和密度有关。一般在相对密度为一般在相对密度为1.21.2时（时（1515）硫酸的电

27、离最好，黏度最小，电阻也最）硫酸的电离最好，黏度最小，电阻也最小。小。电解液的内阻随温度降低而增大电解液的内阻随温度降低而增大 n总之，铅蓄电池的内阻是很小的，如美国标准总之，铅蓄电池的内阻是很小的，如美国标准SAEJ546SAEJ546明确规定，明确规定，12V12V蓄电池在标准负荷时的蓄电池在标准负荷时的内阻为内阻为0.0140.014。因此，铅蓄电池可以获得较。因此，铅蓄电池可以获得较大的输出电流，以适应起动需要。大的输出电流，以适应起动需要。n 完全充足电的蓄电池在温度为完全充足电的蓄电池在温度为2020时的内时的内阻阻R0R0可按下述经验公式计算：可按下述经验公式计算：n式中：式中：

28、UeUe蓄电池额定电压，蓄电池额定电压，V V；n C C2020蓄电池额定容量，蓄电池额定容量，AhAh。 201 .17R0CUe 2 2放电特性放电特性蓄电池的放电特性是指恒流放电时，蓄电池端电压蓄电池的放电特性是指恒流放电时，蓄电池端电压Uf、电动势、电动势E和电解液密和电解液密度度 25、随放电时间变化的规律。、随放电时间变化的规律。 第一阶段是开始放电阶段（第一阶段是开始放电阶段（2.112.112.0V2.0V）。这时，蓄电池端电压）。这时，蓄电池端电压UfUf从从2.11V2.11V迅迅速下降，这是由于放电之初极板孔隙内的速下降，这是由于放电之初极板孔隙内的H2SO4H2SO4

29、迅速消耗，密度迅速下降的缘故。迅速消耗，密度迅速下降的缘故。 第二阶段是相对稳定阶段第二阶段是相对稳定阶段(2.0(2.01.85V)1.85V)。这一阶段，极板孔隙外的电解液向。这一阶段，极板孔隙外的电解液向极板孔隙内渗透速度加快，当渗透速度与化学反应速度达到相对平衡时，极板孔极板孔隙内渗透速度加快，当渗透速度与化学反应速度达到相对平衡时，极板孔隙内的电解液密度的变化速率趋于一致，端电压将随整个容器内的电解液密度降隙内的电解液密度的变化速率趋于一致，端电压将随整个容器内的电解液密度降低而缓慢下降到低而缓慢下降到1.85 V1.85 V。 第三阶段是迅速下降阶段第三阶段是迅速下降阶段(1.85

30、(1.851.75V)1.75V)。这时由于放电接近终了时，化学。这时由于放电接近终了时，化学反应渗入到极板内层，而放电时生成的硫酸铅较原来的活性物质的体积大（是反应渗入到极板内层，而放电时生成的硫酸铅较原来的活性物质的体积大（是PbO2PbO2的的1.861.86倍，倍，PbPb的的2.682.68倍），硫酸铅聚集在极板孔隙内，缩小了孔隙的截面积，倍），硫酸铅聚集在极板孔隙内，缩小了孔隙的截面积，使电解液渗入困难，因而极板孔隙内消耗的硫酸难以补充，孔隙内的电解液密度使电解液渗入困难，因而极板孔隙内消耗的硫酸难以补充，孔隙内的电解液密度便迅速下降，端电压也随之急剧下降。便迅速下降，端电压也随之

31、急剧下降。 第四阶段是过度放电阶段第四阶段是过度放电阶段( (1.75V)1.75V)。蓄电池单格的端电压下降至一定值时。蓄电池单格的端电压下降至一定值时（20h20h放电率降至放电率降至 1.75V1.75V），再继续放电即为过度放电。过度放电对蓄电池十分），再继续放电即为过度放电。过度放电对蓄电池十分有害，易使极板损坏。有害，易使极板损坏。此时如果切断电源，让蓄电池此时如果切断电源，让蓄电池“休息休息”一下，由于极板孔隙中的电解液和容器中一下，由于极板孔隙中的电解液和容器中的电解液相互渗透，趋于平衡，蓄电池的端电压将会有所回升。的电解液相互渗透，趋于平衡，蓄电池的端电压将会有所回升。 由此

32、可见，蓄电池放电终了的特征是：由此可见，蓄电池放电终了的特征是： （1 1）单格电压放电至终止电压（以）单格电压放电至终止电压（以20h20h放电率放电，单格电压降至放电率放电，单格电压降至1.75V1.75V）。）。 （2 2）电解液密度降至最小许可值（约）电解液密度降至最小许可值（约1.11g1.11gcm3cm3）。）。 3 3充电特性充电特性二、蓄电池的工作特性二、蓄电池的工作特性蓄电池的充电特性是指恒流充电时，蓄电池充电电压蓄电池的充电特性是指恒流充电时，蓄电池充电电压UC、电动势、电动势E及及电解液密度电解液密度25等随充电时间变化的规律。等随充电时间变化的规律。 从充电特性曲线可

33、看出，蓄电池单格端电压的变化规律也可分为四个从充电特性曲线可看出，蓄电池单格端电压的变化规律也可分为四个阶段：阶段： 第一阶段是开始充电阶段（第一阶段是开始充电阶段（2.02.02.11V2.11V）。开始接通充电电源时，）。开始接通充电电源时，极板孔隙内表层迅速生成硫酸，使孔隙中电解液的密度增大，因此，蓄极板孔隙内表层迅速生成硫酸，使孔隙中电解液的密度增大，因此，蓄电池单格端电压迅速上升。电池单格端电压迅速上升。 第二阶段是稳定上升阶段（第二阶段是稳定上升阶段（2 211112 23V3V）。蓄电池单格端电压上）。蓄电池单格端电压上升到升到2.1V2.1V以后，孔隙内硫酸向外扩散，继续充电至

34、孔隙内产生硫酸的速以后，孔隙内硫酸向外扩散，继续充电至孔隙内产生硫酸的速度和渗透的速度达到平衡时，蓄电池的端电压就不再上升，而是随着整度和渗透的速度达到平衡时，蓄电池的端电压就不再上升，而是随着整个容器内电解液密度的上升而相应提高。个容器内电解液密度的上升而相应提高。 第三阶段是迅速上升阶段（第三阶段是迅速上升阶段（2.32.32.7V2.7V）。蓄电池单格电压达到）。蓄电池单格电压达到2.32.32.4V2.4V时，极板外层的活性物质基本都恢复为时，极板外层的活性物质基本都恢复为PbO2PbO2和和PbPb了，继续通电，了，继续通电，则使电解液中的水电解，产生则使电解液中的水电解，产生H2H

35、2和和O2O2，以气泡形式出现，形成，以气泡形式出现，形成“沸腾沸腾”现象。由于产生的现象。由于产生的H2H2以离子状态以离子状态H+ H+ 集结在溶液中负极板处，来不及立即集结在溶液中负极板处，来不及立即全部变成气泡放出，使得溶液与极板之间产生约全部变成气泡放出，使得溶液与极板之间产生约0.33V0.33V的附加电压，因而的附加电压，因而使得蓄电池单格端电压使得蓄电池单格端电压U U上升至上升至2.7V2.7V左右。左右。 四阶段是过充电阶段（四阶段是过充电阶段（2.7V2.7V）。蓄电池单格端电压）。蓄电池单格端电压U U上升至上升至2.7V2.7V时时应切断电源，停止充电，否则将会造成应

36、切断电源，停止充电，否则将会造成“过充电过充电”。长时间过充电易加。长时间过充电易加速极板活性物质的脱落，使极板过早损坏，因此必须避免。速极板活性物质的脱落，使极板过早损坏，因此必须避免。n在实际使用中，为保证将蓄电池充足电，往往在出现在实际使用中，为保证将蓄电池充足电，往往在出现“沸腾沸腾”之之后，再继续充电后，再继续充电23h，注意测量端电压和电解液密度，如果不，注意测量端电压和电解液密度，如果不再增加，才停止充电。充电停止后由于充电电流为零，端电压迅再增加，才停止充电。充电停止后由于充电电流为零，端电压迅速回落，极板孔隙内电解液和容器中的电解液密度趋于平衡，因速回落，极板孔隙内电解液和容

37、器中的电解液密度趋于平衡，因而蓄电池端电压又降至而蓄电池端电压又降至 2.11V左右。左右。n 可见，蓄电池在充电终了时（充足电）有如下特征：可见，蓄电池在充电终了时（充足电）有如下特征：n （l）蓄电池内产生大量气泡，即出现）蓄电池内产生大量气泡，即出现“沸腾沸腾”现象。现象。n （2）端电压上升至最大值，且）端电压上升至最大值，且2h内不再增加。内不再增加。n （3）电解液密度上升至最大值，且）电解液密度上升至最大值，且23h内不再增加。内不再增加。第三节第三节 蓄电池的容量蓄电池的容量 一、蓄电池的容量蓄电池容量蓄电池容量C C等于放电电流等于放电电流If与放电时间与放电时间tf的乘积：

38、的乘积： CIf tf 1 1额定容量额定容量 据国标据国标GB5008.1GB5008.19191起动用铅酸蓄电池技术条件起动用铅酸蓄电池技术条件规定，规定，将充足电的新蓄电池，在电解液温度为将充足电的新蓄电池，在电解液温度为252555的条件下，以的条件下，以2020小时率的放电电流（即小时率的放电电流（即0.05C0.05C2020安培）连续放电至单格电池平均安培）连续放电至单格电池平均电压降到电压降到1.75V1.75V时，输出的电量称为蓄电池的额定容量，用时，输出的电量称为蓄电池的额定容量，用C C2020表表示。单位为示。单位为AhAh。 例：例：3-Q-903-Q-90型蓄电池以

39、型蓄电池以4.5A4.5A（0.05C0.05C20200.050.0590904.5A4.5A）的电）的电流连续放电至单池平均电压降到流连续放电至单池平均电压降到1.75V1.75V时，若放电时间大于等于时，若放电时间大于等于20h20h，则其容量，则其容量C CI If fttf f90Ah90Ah，达到了额定容量，为合格产，达到了额定容量，为合格产品；若放电时间小于品；若放电时间小于20h20h，则其容量低于额定容量，为不合格产，则其容量低于额定容量，为不合格产品。品。2 2储备容量储备容量 据国标据国标GB5008.1GB5008.19191起动用铅酸蓄电池技术条起动用铅酸蓄电池技术条

40、件件规定，完全充足电的蓄电池在规定，完全充足电的蓄电池在2525的条件下，以的条件下，以25A25A恒流放电至单格电池平均电压降到恒流放电至单格电池平均电压降到1.75V1.75V时的放电时时的放电时间，称为蓄电池的储备容量。单位为间，称为蓄电池的储备容量。单位为minmin。 储备容量表达了在汽车充电系统失效时，蓄电池储备容量表达了在汽车充电系统失效时，蓄电池能为照明和点火系统等用电设备提供能为照明和点火系统等用电设备提供25A25A恒流的能力。恒流的能力。3 3、起动容量、起动容量 起动容量表示蓄电池在发动机电力起动时的供电能力，用倍率和持起动容量表示蓄电池在发动机电力起动时的供电能力，用

41、倍率和持续时间表示。起动容量有两种规定：常温起动容量和低温起动容量。续时间表示。起动容量有两种规定：常温起动容量和低温起动容量。（1 1）常温起动容量）常温起动容量 常温起动容量为电解液初始温度常温起动容量为电解液初始温度2525时，以时，以5min5min放电率的电流放电，放电率的电流放电，放电放电5min5min至单格电池电压降至至单格电池电压降至1.5V1.5V时所输出的电量。时所输出的电量。5min5min放电率的电流放电率的电流在数值上约为其额定容量的在数值上约为其额定容量的3 3倍。倍。 例如，例如，6-Q-1006-Q-100型蓄电池，其型蓄电池，其C20C20100Ah100A

42、h，在电解液初始温度为，在电解液初始温度为2525时，以时，以3C203C203 3100100300A300A的电流放电的电流放电5min5min，单格电池电压下降至，单格电池电压下降至1.5V1.5V，其起动容量为（其起动容量为（3003005/605/60）AhAh25Ah25Ah。（2 2）低温起动容量）低温起动容量 低温起动容量为电解液初始温度为低温起动容量为电解液初始温度为-18-18时，以时，以5min5min放电率的电流放放电率的电流放电，放电电，放电2.5min2.5min至单格电池电压下降至至单格电池电压下降至1V1V时所输出的电量。时所输出的电量。 1 1）结构因素）结构

43、因素 蓄电池极板的表面积越大，极板片数越多，参加反应的活蓄电池极板的表面积越大，极板片数越多，参加反应的活性物质就越多，容量就越大。另外，极板越薄，活性物质的多性物质就越多，容量就越大。另外，极板越薄，活性物质的多孔性越好，则电解液向极板内部的渗透越容易，活性物质利用孔性越好，则电解液向极板内部的渗透越容易，活性物质利用率就越高，输出容量也就越大。率就越高，输出容量也就越大。2 2）电解液温度电解液温度3 3）电解液密度）电解液密度 适当提高电解液的密度，可加快适当提高电解液的密度，可加快电解液的渗透速度，提高蓄电池的电动电解液的渗透速度，提高蓄电池的电动势和容量。但电解液密度过大，又将导势和

44、容量。但电解液密度过大，又将导致粘度增加，内阻增大，反而使蓄电池致粘度增加，内阻增大，反而使蓄电池容量降低。容量降低。二、影响蓄电池容量的因素二、影响蓄电池容量的因素4 4）放电电流）放电电流 放电电流越大，放电电流越大，蓄电池的容量就越蓄电池的容量就越小，如右图所示。小，如右图所示。当放电电流增大时，当放电电流增大时，化学反应速度加快，化学反应速度加快，PbSOPbSO4 4堵塞孔隙的速堵塞孔隙的速度也越快，导致极度也越快，导致极板内层大量的活性板内层大量的活性物质不能参与反应，物质不能参与反应，蓄电池的实际输出蓄电池的实际输出容量减小。容量减小。 同时，电解液密度迅速下降，导致蓄电池的端电

45、压也迅速下降，同时，电解液密度迅速下降，导致蓄电池的端电压也迅速下降，因而缩短了放电时间。因此因而缩短了放电时间。因此 在实际使用中必须严格控制起动时间，在实际使用中必须严格控制起动时间，每次起动的时间不应超过每次起动的时间不应超过5s5s，且连续两次起动之间的时间间隔不应少，且连续两次起动之间的时间间隔不应少于于15s15s。 n一、充电方法n 新蓄电池、使用中的蓄电池及修复后的蓄电池等，由于技术状况不同，采用的充电步骤和规范也不同。 常用的充电方法有定流充电、定压充电和脉冲快速充电等三种。1、定流充电n 在充电过程中，充电电流保持为恒定值的充电方法称为“定流充电”。 可以将不同电压值、容量

46、相近的蓄电池串联起来充电。如果容量不同，应按容量小的蓄电池来决定充电电流。n同容量的蓄电池串联起来接入充电电源。同容量的蓄电池串联起来接入充电电源。n连接后，由于充电时每个单格电池充足电需要提供连接后，由于充电时每个单格电池充足电需要提供2.72.72.8V2.8V电电压，故可按下列公式计算出串联的蓄电池单格总数和电池只数，压，故可按下列公式计算出串联的蓄电池单格总数和电池只数，即：即：n蓄电池总单格数充电机的额定电压（蓄电池总单格数充电机的额定电压（V V）/2.7/2.7（V V）n蓄电池的总数蓄电池总单格数蓄电池的总数蓄电池总单格数/ /（6V6V蓄电池单格总数蓄电池单格总数+12V+1

47、2V蓄电蓄电池单格总数）池单格总数）n如果被充蓄电池的容量大小不等，可按下图所示的混联方法连接如果被充蓄电池的容量大小不等，可按下图所示的混联方法连接蓄电池，也就是在接线前先把被充电的蓄电池按容量与放电程度蓄电池，也就是在接线前先把被充电的蓄电池按容量与放电程度分组，将额定容量相同且放电程度相同的电池串联起来，并使各分组，将额定容量相同且放电程度相同的电池串联起来，并使各串联组内单格电池数相等，然后将各串联组并连接到充电电源上串联组内单格电池数相等，然后将各串联组并连接到充电电源上去。所有各串联支路的蓄电池，其容量最好相同，否则电流必须去。所有各串联支路的蓄电池，其容量最好相同，否则电流必须按

48、容量最小的蓄电池来选定，而容量大的蓄电池则不容易充足或按容量最小的蓄电池来选定，而容量大的蓄电池则不容易充足或充的太慢。充的太慢。 定流充电的方法：定流充电时，随着蓄电池电动势的提高，要保持充电电流恒定，必须提高充电电压；当单格电压上升到2.4V时，应将电流减半后再充电，直到单格电压上升到2.7V，端电压和电解液密度在2-3小时内保持不变为止。 定流充电的特点：定流充电有较大的适应性，可以根据需要选择充电电流，但充电时间长，而且需要经常调节充电电流。一般适用于新蓄电池和故障修复蓄电池的初充电。2、定压充电n 在充电过程中，始终保持充电电压不变的充电方法称为“定压充电”。 定压充电时，可以将相同

49、电压值的蓄电池并联起来一起充电。定压充电电流 定压充电在充电初期，由于蓄电池的电动势较低，因而充电电流大；随着电动势的升高，充电电流逐渐减小，在接近充电终了时，充电电流已降低到很小值。 定压充电的特点：充电过程中电解液无沸腾现象，可以减少水分的损失；在充电45小时后，量容可达90%95%，缩短了充电的时间。定压充电方法适用于蓄电池的补充充电，不适用于新蓄电池和故障蓄电池的初充电，汽车上发电机对蓄电池的充电为定压充电。3、快速充电n 定流和定压充电的时间长，消耗的电能多，给使用带来不方便。利用快速充电，完成一次初充电，只需5小时左右；完成一次补充充电约1小时左右。 快速充电具有充电时间短、空气污

50、染小、节省能量和去硫化效果明显等特点，已被广泛应用。二、充电种类n 新蓄电池、使用中的蓄电池及修复后的蓄电池等，由于技术状况不同，采用的充电步骤和规范也不同。n 充电种类有：初充电、补充充电、间歇过充电、循环锻炼充电和去硫化充电等。其中常用的为初充电和补充充电两种。n 1、初充电n 新蓄电池和修复后的蓄电池的首次充电，称为初充电，初充电采用定流充电方法。n 初充电的特点是充电电流小，充电时间较长。当蓄电池的电量不足时，必须进行补充充电。n具体操作步骤如下：具体操作步骤如下：n 1 1）检查蓄电池外壳有无破裂，拧下加注口盖的螺塞，检查）检查蓄电池外壳有无破裂，拧下加注口盖的螺塞，检查通气孔是否畅

51、通。通气孔是否畅通。n 2 2）根据不同季节和气温选择电解液密度，将适当密度温度）根据不同季节和气温选择电解液密度，将适当密度温度低于低于3030的电解液从加液孔处缓缓加入蓄电池内，液面要高出极的电解液从加液孔处缓缓加入蓄电池内，液面要高出极板上沿板上沿101015mm15mm。n 3 3）蓄电池加入电解液后，要静止）蓄电池加入电解液后，要静止3 36h6h，让电解液充分浸渍，让电解液充分浸渍极板。电解液充分渗透到极板内部后电解液有所减少，液面下降，极板。电解液充分渗透到极板内部后电解液有所减少，液面下降，应再加入电解液把液面调整到规定值。待蓄电池内温度低于应再加入电解液把液面调整到规定值。待

52、蓄电池内温度低于3030时，将充电机与蓄电池相连，准备充电。时，将充电机与蓄电池相连，准备充电。 4 4）新蓄电池在储存中可能有一部分极板硫化，充电时容易过热，所）新蓄电池在储存中可能有一部分极板硫化，充电时容易过热，所以初充电的电流选用的较小，充电分两个阶段进行。以初充电的电流选用的较小，充电分两个阶段进行。 第一阶段的充电电流约为蓄电池额定容量的第一阶段的充电电流约为蓄电池额定容量的1/151/15，充电至电解液中，充电至电解液中有气泡析出，蓄电池单格端电压达到有气泡析出，蓄电池单格端电压达到2.4V2.4V。 第二阶段充电电流约为蓄电池额定容量的第二阶段充电电流约为蓄电池额定容量的1/3

53、01/30。 充电过程中，应经常测量电解液的密度和温度。充电初期密度会有充电过程中，应经常测量电解液的密度和温度。充电初期密度会有降低情况，不需要调整它，当液面高度低于规定值时，用相同密度的电降低情况，不需要调整它，当液面高度低于规定值时，用相同密度的电解液调至规定值。如果充电时电解液的温度上升到解液调至规定值。如果充电时电解液的温度上升到4040时，则应停止充时，则应停止充或将充电电流减半。如果温度继续上升到或将充电电流减半。如果温度继续上升到4545时，则应停止充电，采用时，则应停止充电，采用水冷或风冷的办法实行人工降温，待冷至水冷或风冷的办法实行人工降温，待冷至3535以下时再继续充电。

54、整个以下时再继续充电。整个初充电大约需初充电大约需60h60h，初充电过程中，如减少充电电流则应适当延长充电时，初充电过程中，如减少充电电流则应适当延长充电时间。间。 5 5）初充电接近终了时，如果电解液密度不符合规定，应用蒸馏水或）初充电接近终了时，如果电解液密度不符合规定，应用蒸馏水或密度为密度为1.40g/cm31.40g/cm3的稀硫酸进行调整，再充电的稀硫酸进行调整，再充电2h2h，直至蓄电池单格端电压，直至蓄电池单格端电压上升到最大值，并在上升到最大值，并在2 23h3h内不再增加。电解液密度上升到最大值，也在内不再增加。电解液密度上升到最大值，也在2 23h3h不再增加，并产生大

55、量气泡，电解液呈不再增加，并产生大量气泡，电解液呈“沸腾沸腾”状态。这时蓄电池状态。这时蓄电池已充满电，应切断电源，以免过充电。已充满电，应切断电源，以免过充电。 6 6）新蓄电池充满电后，应以）新蓄电池充满电后，应以20h20h放电率放电，如放电率放电，如3-Q-903-Q-90型蓄电池以型蓄电池以4.5A4.5A电流连续放电至单格电压电流连续放电至单格电压1.75V1.75V，再按补充充电的电流值充足，又以，再按补充充电的电流值充足，又以20h20h放电率放电，如果第二次放电时蓄电池容量不小于额定容量的放电率放电，如果第二次放电时蓄电池容量不小于额定容量的9090。即可进行一次最后的充电，

56、便可送出使用。即可进行一次最后的充电，便可送出使用。 放电的方法如下：放电的方法如下： 使充足电的蓄电池休息使充足电的蓄电池休息1 12h2h，放电时的连接线路图，如图，放电时的连接线路图，如图2-142-14所示，所示，调整可变电阻（或水阻）以蓄电池额定容量的调整可变电阻（或水阻）以蓄电池额定容量的1/201/20连续放电。放电开始连续放电。放电开始后每隔后每隔2h2h测量一次单格电压，当单格电压降至测量一次单格电压，当单格电压降至1.5V1.5V时，每隔时，每隔20min20min测一次测一次电压，单相电压降到电压，单相电压降到1.75V1.75V应立即停止放电。另外也可以用车用灯泡做负应

57、立即停止放电。另外也可以用车用灯泡做负载进行放电。载进行放电。蓄电池的放电蓄电池的放电 n2、补充充电n 补充充电可以采用定压充电或定流充电方法，如采用定流充电，其充电过程与初充电相似，分为两个阶段，充电电流按补充充电的电流规范进行，充电时间在13-16小时。 蓄电池在使用中，如果发现起动机运转无力，灯光比平时暗淡，冬季放电超过25、夏季放电超过50，储存不用已近一个月的普通蓄电池，都必须进行补充充电。另外由于汽车上使用的蓄电池进行的是定电压充电，不可能使蓄电池充电充足，为了有效防止硫化，最好23个月进行一次补充充电。补充充电具体步骤如下： 1）从汽车上拆下蓄电池，清除蓄电池盖上的脏污，疏通加

58、液孔盖上的通气小孔，清除极桩和导线接头上的氧化物。 2）旋下加液孔盖，检查电解液的液面高度，如果高度不符合规定要求，应添加蒸馏水，但如果确定是电解液逸出导致液面下降，则应用密度为1.40g/cm3的稀硫酸调配，电解液液面高出极板上缘1015mm。 3）用高率放电计检查各单格电压的放电情况，要求蓄电池的各个单格电地读数（电压值）基本一致。 4）将蓄电池与充电机相连。补充充电也分两个阶段：第一阶段的充电电流约为蓄电池额定容量的1/10，充至单格电压为2.32.4V。第二个阶段的充电电流约为容量的1/20，充至单格电压为2.52.7V，电解液密度达到规定值，并且在23h内基本不变，蓄电池内产生大量气

59、泡，电解液呈“沸腾”状态，此时表示电池电已充足，时间约为15h。 5）将加液口盖拧紧，擦净蓄电地表面，便可使用。 n3、间歇过充电方法n 蓄电池充电终了后，继续充电是有害的。但考虑到蓄电池在汽车上经常处于充电不足或部分放电状况，可能产生极板硫化现象，因此每隔一定时间，在完成补充充电的基础上，应进行一次预防极板硫化的过充电，即有意识地把充电时间延长，让蓄电池充电更彻底些，以消除可能产生的轻微极板硫化。具体做法是：在正常的补充充电后，停止1h，再用第二阶段的电流继续充电，直到电解液大量地冒气泡时，再停止1h，然后再恢复第二阶段的充电，如此循环，直到一接通充电电源，蓄电池在12min内就出现大量气泡

60、为止。n4、循环锻炼充电法n 循环锻炼充电是为了使极板的活性物质得以充分利用，保证蓄电池容量不下降的一种方法，在蓄电池正常补充充电（或间歇充电）之后，用20h放电率进行放电，然后再实施正常补充充电。一般要求循环锻炼后的蓄电池的容量应达到额定容量的90以上，否则应进行多次充放电循环。n5、去硫化充电法n 蓄电池发生极板硫化现象后，内阻将显著增大，充电时温升也较快。硫化严重的蓄电池就只能报废，极板硫化程度较轻的可以用去硫化充电法加以消除。具体操作如下：n 1）首先倒出原有的电解液，并用蒸馏水清洗两次，然后再加入足够的蒸馏水。n 2）接通充电电路，将电流调到初充电的第二阶段电流值进行充电，当密度上升