任务1.1 蓄电池的检修

汽车电气设备检修浙江省高职院校重点立项建设教材中高职一体化课程改革成果教材主编：刘美灵

陈哲机械工业出版社任务1.1蓄电池的检修任务情境一辆行驶里程2万km的汽车，在到店进行维护时，客户反映，若车辆搁置时间稍长，次日早上就会出现起动困难的现象。任务分析该车被送到4S店，服务顾问在询问和检查后将车辆交给维修技师，维修技师经过检查，判断是蓄电池出现了故障。下面将学习汽车蓄电池的有关知识，并按流程进行蓄电池的检测与处理。知识目标1）熟悉蓄电池的功用与结构。2）了解蓄电池的工作原理。技能目标1）能对蓄电池的技术性能进行检测。2）能对蓄电池进行正确的充电。素养目标1）培养规范操作和安全作业的职业素养。2）培养绿色、环保和7S规范等意识。3）树立严谨细致、精益求精的工匠精神。任务目标一、蓄电池的功用1起动供电在起动发动机时，向起动系统、点火系统、燃油喷射系统等供电。2低速供电发动机低速运转或不发电时，向用电设备及发电机磁场绕组供电。3储存电能发动机中、高速运转时，将发电机剩余电能转换为化学能储存。一、蓄电池的功用4协助供电当发电机过载时，协助发电机向用电设备供电。5稳定电压吸收电路中的瞬时过电压，稳定系统电压，保护电子元器件。铅酸蓄电池主要由极板、隔板、外壳、电解液、连接条、极柱等部分组成。二、铅酸蓄电池的基本结构极板的组成与作用极板由栅架和活性物质组成，活性物质与H2SO4反应实现电能和化学能转化。正极板：二氧化铅（PbO2）负极板：海绵状纯铅（Pb）极板组的构造与安装方式为增大容量，多片极板并联横板焊接成正、负极板组。安装时相互嵌合，插入隔板形成单格电池。安装特点：因正极板力学性能差，负极板总比正极板多一片。每片正极板处于负极板间，使两侧放电均匀，减轻翘曲，减少活性物质脱落。极板核心作用减小蓄电池内阻和尺寸，隔离正、负极板，避免彼此接触发生短路。材质要求需具备多孔性、渗透性及稳定的化学性能（耐酸、抗氧化）。常用微孔塑料和微孔橡胶。沟槽设计带槽面朝正极板且垂直底部。利于反应剧烈时电解液流通，并使脱落活性物质掉入壳底槽。隔板03壳体壳体用于盛装电解液和极板组，应耐酸、耐热、耐振动冲击。现在普遍采用的是塑料外壳，为整体式结构，底部有凸起的肋条以搁置极板组。蓄电池壳体内部由间壁分隔成3个或6个互不相通的单格，各单格之间用铅质连接条串联起来。04电解液电解液是由密度为1.84g/cm3的纯硫酸和蒸馏水按一定比例配制而成的混合液。电解液的纯度是影响蓄电池的性能和使用寿命的重要因素。在25℃标准温度下，电解液的密度一般为1.23~1.30g/cm3。电解液的密度高低对蓄电池的工作性能有很大的影响，使用中需要根据地区、气候条件和制造厂商的要求而定。壳体与电解液连接方式分类单格电池的串联方法一般有传统外露式、穿壁式和跨越式3种方式。早期的蓄电池大多采用传统外露式铅质连接条连接方式。新型蓄电池采用穿壁式或跨越式连接方式，相对传统方式具有连接距离短、节省材料、电阻小、起动性好等优点。连接条免维护蓄电池1极板栅架采用低锑合金或铅钙锡合金材料制成，消除了锑的副作用，使蓄电池在使用时失水量少、自放电少。2隔板采用袋式聚氯乙烯隔板，将正极板装在隔板袋内，既能避免活性物质脱落，又能防止极板短路。3蓄电池槽底没有筋条，极板组直接安放在蓄电池底部，使极板上部容积增大，电解液储存量增大。三、改进型铅酸蓄电池采用新型安全通气装置和气体收集器通气孔塞内装有氧化铝过滤器和催化剂钯。过滤器能阻止水蒸气和硫酸气体通过，避免与外部火花接触而发生爆炸。催化剂促使氢、氧离子结合生成水回到内部减少消耗，可不必补加蒸馏水使用3~4年。保持蓄电池顶部和接线柱清洁，减少腐蚀，保证接线牢固可靠。内装电解液密度计内部装有1只相对密度计（俗称“电眼”）。可以自动显示蓄电池的存电状态和电解液的液面高低。免维护蓄电池绿点（显示绿点）电解液相对密度≥1.22g/cm³（充电程度≥65%），绿色小球升至顶部，表示蓄电池工作情况良好。浅绿点（或黑点）小球下降到底部，电解液相对密度减小，蓄电池充电不足，应及时充电。浅黄色（或无色）电解液液面已下降到低于密度计，蓄电池已经无法正常工作，必须更换。内装电解液密度计工作原理制造工艺的区别干式荷电蓄电池负极板制造工艺与普通蓄电池不同。普通蓄电池负极板上的活性物质是海绵状的铅，容易氧化。干式荷电蓄电池在负极板的铅膏中加入松香、油酸、硬脂酸等防氧化剂，并且在化合过程中有一次深放电循环。化合后的负极板经清水冲洗后放入防氧化剂中浸渍，表面生成保护膜，并采用特殊干燥工艺制成。正极板的二氧化铅化学性能稳定，荷电性能可长期保持。主要特点和使用方法干式荷电蓄电池具有普通型起动用铅酸蓄电池的全部功能，主要区别是其极板组在干燥条件下，能较长时间保存电荷。如果在规定保存期内需要使用，只需按规定加入电解液，静置20~30min即可使用，不需要进行充电。干式荷电蓄电池放电过程四、铅酸蓄电池的工作原理PbO2＋Pb＋2H2SO4→2PbSO4＋2H2O01密度下降电解液相对密度降至最小许可值，约1.11g/cm³02电压降至终止值以20h率放电，单格端电压降至1.75V放电终了特征充电过程2PbSO4＋2H2O→PbO2＋Pb＋2H2SO41电解液相对密度升至最大，且2~3h内不再升高。2单格端电压升至最大值（2.7V），且2~3h内不再升高。3蓄电池电解液中剧烈冒气泡，呈“沸腾”状态。综上所述，蓄电池充、放电总的化学反应方程式为：充电终了特征蓄电池的容量是标志蓄电池对外放电能力、衡量蓄电池质量的优劣以及选用蓄电池的最重要指标。容量完全充足电的蓄电池，在规定的放电条件下所能放出的电量，称为蓄电池的容量，用字母C表示，单位为A·h（安时）。计算公式C=If·tfC——蓄电池容量(A·h)If——放电电流(A)tf——放电持续时间(h)五、蓄电池的容量额定容量的定义是指完全充足电的蓄电池，在电解液初始温度为25℃±5℃，密度为1.28±0.01g/cm³（25℃）的条件下，以20h放电率的放电电流连续放电至单格终止电压为1.75V，蓄电池所放出的电量，用C20表示。额定容量起动容量表示蓄电池在发动机起动时的供电能力。常温起动容量初始温度：25℃放电率：5min（3倍额定电流）终止电压：1.5V持续时间：5min以上低温起动容量初始温度：-18℃放电率：5min（3倍额定电流）终止电压：1V持续时间：2.5min以上起动容量1额定储备容量(Cm)额定储备容量是国际上通用的另一种蓄电池容量表示方法，主要描述了在汽车充电系统失效时，蓄电池能为照明、点火系统等用电设备提供25A电流恒流放电的能力。额定储备容量是指充满电的蓄电池在电解液初始温度为25℃±5℃条件下，以25A电流恒流放电至单格终止电压1.75V时所能维持的时间，单位为min。2冷起动电流(CCA)冷起动电流可以反映蓄电池在低温状态下的起动能力。冷起动电流表示充满电的蓄电池在-18℃时，在30s内端电压下降到7.2V时，蓄电池所能提供的最大电流，单位为A。储备容量与冷起动电流蓄电池的充电作业是保证其在整个使用过程中技术性能良好、延长其使用寿命的一个重要环节。汽车上的充电设备是由发动机驱动的发电机，车下充电设备多采用硅整流充电机、晶闸管整流充电机等。定电流充电定电压充电脉冲快速充电六、蓄电池的充电方法蓄电池充电过程中，充电电流保持恒定的充电方法，称为定电流充电。一般充电电流为蓄电池额定容量的0.1倍以下。定电流充电当每个单格电池的端电压升高到2.4V时，电解液开始产生气泡，此时应将充电电流减半后保持恒定，直到蓄电池完全充满为止。被充的蓄电池不论是6V还是12V都可以串联在一起充电。充电时，每个单格电池需要2.7V电压，所以串联的单格电池总数不应超过n=Uc/2.7（Uc为充电机的额定电压）。串联的蓄电池最好容量相同，因为充电电流的大小必须按照容量最小的蓄电池来选定，这样容量大的蓄电池就会充电太慢。定电流充电有较强的适应性，可以任意选择和调整充电电流，所以可以对各种不同情况的蓄电池充电，其不足之处是充电时间长。定电流充电蓄电池充电过程中，电源电压始终保持不变的充电方法称为定电压充电。充电电压一般按蓄电池标称电压的1.25倍选用。基本概念各支路蓄电池的额定电压必须相同，容量也要一样。适合补充充电。电流不可调节，不适用于初充电和去硫化充电。特点与应用定电压充电优点充电时间大大缩短节省电能在蓄电池集中、充电频繁或应急部门应用较为广泛脉冲快速充电根据充电目的不同，蓄电池的充电种类有初充电、补充充电、去硫化充电等，其中补充充电最为常见。初充电指新蓄电池或更换极板后的蓄电池在使用之前的首次充电，一般使用的新蓄电池超过其出厂日期3个月的需要初充电。补充充电指对使用中的蓄电池在无故障的前提下，为保持或恢复其额定容量而进行的正常的维护性充电。去硫化充电指对硫化程度较强的蓄电池用去硫充电法来消除硫化故障。七、蓄电池的充电种类蓄电池如有下列现象，必须补充充电：密度降至1.15g/cm³以下放电量超:冬25%,夏50%前照灯灯光暗淡起动无力(非线路故障)补充充电条件方法可采用定电压或定电流。定电流充电法如下：1第一阶段电流为C20/102达2.4V后以C20/20充满补充充电方法补充充电的条件与操作1控制起动时间大电流放电时间不宜过长。汽车起动时，每次起动时间不超过5s，起动间隔时间超过15s，最多连续起动3次。2及时正确充电尽量避免蓄电池过放电和长期处于欠充电状态下工作，放完电的蓄电池应在24h内充电。3定期补充充电装车使用蓄电池应定期补充充电，以保证蓄电池始终保持充满电的状态。4冬季特别维护由于气温低，要特别注意保持充满电状态，以免电解液密度减小而结冰。尽可能采用密度偏小的电解液。八、蓄电池使用与维护5）要保持蓄电池外部的清洁，经常清除蓄电池上的灰尘、泥土和极柱及导线接头上的氧化物，擦去蓄电池上部和外表面的电解液和污物。6）检查蓄电池在车上安装得是否牢靠，导线接头与极柱的连接是否紧固。7）保持蓄电池盖上的通气孔畅通。蓄电池在充电时会产生大量气泡，若通气孔被堵塞，