蓄电池构造与维修

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1、项目二 蓄电池的构造与维修,汽车电气设备构造与维修,项目二 蓄电池的构造与维修,任务一 蓄电池的认识 一、蓄电池的作用和类型 汽车蓄电池（俗称“电瓶”）是汽车上的电源装置，它是一种储能装置，可将电能转变成化学能储存起来。在放电过程中，蓄电池中的化学能转变为电能；在充电过程中，电能被转变成化学能。蓄电池是一种低压直流电源，汽车一般使用12V的蓄电池，大型柴油车则常用两个12V蓄电池串联而成24V系统。,项目二 蓄电池的构造与维修,1蓄电池的作用 汽车用蓄电池一般有以下作用： （1）起动发动机时，给起动机系统供电。 （2）当发电机发出的电压低于蓄电池电压时或发电机不工作时，给全车电器供电。 （3）

2、当汽车上电器的用电量超过发电机的输出电量时，帮助发电机向电器供电。 （4）平衡汽车电气系统的电压，保持整车电气系统电压稳定。 2蓄电池的类型 目前汽车上常用的蓄电池主要采用铅酸蓄电池，铅酸蓄电池又可分为普通铅酸蓄电池、干荷电铅酸蓄电池、免维护蓄电池等；电动汽车用主要采用镉镍蓄电池、氢镍蓄电池、锂蓄电池等。这里主要介绍铅酸蓄电池。,项目二 蓄电池的构造与维修,二、铅酸蓄电池的型号 1国内蓄电池型号 根据原机械工业部颁发的JB/T 25991993铅酸蓄电池产品型号编制办法，蓄电池型号由以下几部分组成： （1）串联的单体电池数，用阿拉伯数字表示。,项目二 蓄电池的构造与维修,（2）蓄电池的类型和特

3、征用字母表示。蓄电池类型是根据其主要用途来划分的，如起动用蓄电池代号为“Q”，“T”表示拖动型蓄电池，“M”表示摩托车用蓄电池；蓄电池特征为附加部分，仅在同类用途产品中具有某种特征而在型号中又必须加以区别时采用。当产品同时具有两种特征时，原则上按表2-1顺序将两个代号并列标示。,项目二 蓄电池的构造与维修,（3）蓄电池的额定容量和特殊性能。蓄电池额定容量指20h放电率额定容量，单位为Ah，用阿拉伯数字表示；蓄电池特殊性能用字母表示，可在相应产品型号的末尾注明，如G表示薄型极板的高起动率蓄电池，S表示采用工程塑料外壳、电池盖及热封工艺的蓄电池。 例如“6QAW100”：第一部分：“6”表示由6个

4、分电池组成，额定电压12V；第二部分：“QAW”表示蓄电池的类型和特征，起动型干电荷免维护蓄电池；第三部分：“100”表示蓄电池的额定容量和特殊性能，额定容量为100Ah。,项目二 蓄电池的构造与维修,2国外蓄电池型号 （1）日本标准蓄电池型号。以型号为55D33L为例，说明如下： “55”表示蓄电池的性能参数，表示蓄电池的容量。 “D”表示蓄电池的宽度和高度代号。蓄电池的宽度和高度组合是由8个字母中的一个表示的（A到H），字符越接近H，表示蓄电池的宽度和高度值越大。 “33”表示蓄电池的长度约为33cm。 “L”表示正极端子的位置，正极端子在右端的标R，正极端子在左端的标L。,项目二 蓄电池

5、的构造与维修,（2）德国标准蓄电池型号。以型号为54434MF的蓄电池为例，说明如下： 第一位数字“5”：表示蓄电池额定容量在100Ah以下；6表示蓄电池容量在100Ah与200Ah之间；7表示蓄电池额定容量在200Ah以上。 “44”表示蓄电池额定容量为44Ah；610 17MF蓄电池额定容量为110 Ah；700 27蓄电池额定容量为200 Ah。 容量后两位数字“34”表示蓄电池尺寸组号。 “MF”表示免维护型。 （3）美国标准蓄电池型号。以型号为58430（12V430A80min）的蓄电池为例，说明如下： “58”表示蓄电池尺寸组号。 “430”表示冷启动电流为430A。 “80mi

6、n”表示蓄电池储备容量为80min。,项目二 蓄电池的构造与维修,三、蓄电池的结构 汽车蓄电池在车上安装位置及外观如图2-1所示。,图2-1 蓄电池在车上的安装位置及外观,项目二 蓄电池的构造与维修,1普通铅酸蓄电池的结构 汽车蓄电池通常由6个单格电池组成，每个单格电池电压约为2V，串联成12V蓄电池以供汽车使用。单格蓄电池主要由极板组（包括正极板、负极板和隔板）、联条、极柱、壳体、盖板及内部的电解液等组成，其结构如图2-2所示。,图2-2 蓄电池的结构,项目二 蓄电池的构造与维修,（1）极板组。极板组主要由正极板、负极板和隔板组成，其结构如图2-3所示。 极板。极板是蓄电池的核心部分，由栅架

7、和活性物质组成，可分为正极板和负极板，正极板为咖啡色微粒结晶状的过氧化铅（PbO2），负极板为海绵状的纯铅（Pb）。栅架是极板的骨架，其主要成份为铅（Pb），加入512的锑（Sb）制成。,图2-3 极板组结构,项目二 蓄电池的构造与维修,隔板。在正极板与负极板间使用一片多孔材质的绝缘板来分隔，称为隔板。其材质有木材、微孔硬橡胶、合成树脂、玻璃强化纤维板、玻璃纤维板等，目前以使用微孔硬橡胶及玻璃纤维板等较多，如图2-4所示。隔板一面平滑，须面向负极板；另一面有槽沟，面向正极板，使脱落的活性物质能够掉入沉淀室中。 将多块正极板及负极板分别用联条结成一体，正负极板间插入隔板，即形成极板组，每一分电池

8、中放置一组极板组。极板组中负极板比正极板多一片， 即正极板的两面都要有负极板， 因正极板充放电时的膨胀率大， 若仅有一面作用容易弯曲损坏， 负极板则不会，故极板组中的极 板数均为单数。,图2-4 隔板,项目二 蓄电池的构造与维修,（2）联条和极柱。联条和极桩的结构如图2-5所示。 联条。联条的作用是将分电池串联起来，提高整个电池的端电压。普通电池联条的串联方式一般是外露式，而新型蓄电池联条的串联方式是封闭式。,图2-5 联条和极柱,项目二 蓄电池的构造与维修,极柱。蓄电池顶部有两个极柱露出，是将各分电池的极板串联后，成为输出或输入的总接头。为了便于识别，极柱的上方或旁边刻有“+”、“-”标记，

9、也有的在正极柱上涂有红色油漆。 （3）电解液。蓄电池中的电解液俗称电水，是以蒸馏水或精制水与硫酸配合而成的稀硫酸，具有较强腐蚀性，一般密度为1.2601.280g/cm3。 电解液必须保持高出极板1012mm。配制电解液必须穿着防护器具，将稀硫酸慢慢倒入水中，且均匀搅拌。绝不可将水倒入硫酸中，否则硫酸会飞溅伤人。,项目二 蓄电池的构造与维修,（4）壳体和盖板。壳体和盖板的结构如图2-6所示。,图2-6 壳体和盖板,项目二 蓄电池的构造与维修,旧型蓄电池每一分电池的中央均有一个加水通气盖，使用螺牙装在盖板上，上有通气孔，构造如图2-7所示，其功用为： 供添加蒸馏水或供检验电解液用。 在充电时，使

10、产生的氢气及氧气能逸出，以防聚积过多气体而发生爆炸。,图2-7 加水通气盖的构造,项目二 蓄电池的构造与维修,2干荷蓄电池 干荷铅蓄电池是在普通铅蓄电池的基础上经技术改进后开发的铅酸蓄电池，其与普通铅蓄电池的区别是极板组在完全呈干燥的状态下，能够长期（一般为2年）保存其化学过程中所得到的电量。干荷电铅蓄电池加足电解液后，静放2030min即可使用。 干荷电铅蓄电池主要有以下工艺特点： （1）在负极板的海绵状铅中加入松香、油酸、硬脂酸等抗氧化剂。 （2）在化成过程中，有一次深度放电或反复充放电循环。 （3）负极板在化成过程中进行水洗和浸渍。 （4）正负极板和隔板用特殊工艺干燥处理。 因此，干荷电

11、铅蓄电池提高了负极板上的海绵状纯铅的抗氧化性。,项目二 蓄电池的构造与维修,3免维护蓄电池 现代汽车用蓄电池越来越多地采用免维护（Maintenance Free，MF）蓄电池，所谓免维护蓄电池是在蓄电池使用期间不需要添加蒸馏水，当充电指示器显示电解液面高度不足时，蓄电池即应换新，其外形结构如图2-8所示。,图2-8 免维护蓄电池,项目二 蓄电池的构造与维修,免维护蓄电池具有以下特点： （1）电解液液面的降低极慢。传统蓄电池的栅架是以锑为主要成分，而免保养蓄电池是以钙合金代替锑合金，钙铅合金极板的充电电流比锑合金小，可减少蓄电池内部的发热量，故可降低电解液中水分的减少速度。 （2）外壳底部的肋

12、条高度降低，增加电解液容量。水分减少的速度慢，加上电解液容量较大，故MF蓄电池有足够的电解液，使用很长的时间。当充电指示器显示电解液面过低时，通常蓄电池已达到需要换新的时候了。 （3）自放电率降低。MF蓄电池使用钙铅合金（或低锑）栅架，可使自放电率明显降低。 （4）蓄电池极柱、固定架等的腐蚀情形大为降低：因MF蓄电池的排出气体很少，故对蓄电池顶部及附近零件的腐蚀现象大为降低。 （5）MF蓄电池的钙铅合金栅架，其导电性良好，比传统相同大小的蓄电池冷车起动能力约高20。,项目二 蓄电池的构造与维修,（6）免维护蓄电池内部设有电解液密度计，在盖板上均设有密度与液面观察窗（俗称电眼），以显示蓄电池的充

13、电情况及电解液面是否过低。如图2-9所示，当蓄电池液面及充电正常时，绿色浮球在中央最高点，从视窗中在黑色区可看到绿色圆圈；当蓄电池液面正常，但充电不足时，绿色浮球在球室下方，从视窗中看不到绿色圆圈，整个是黑色，应对蓄电池进行补充充电；当蓄电池液面过低时，视窗中看到的是透明色，表示蓄电池 需换新。观察窗只能 显示电解液密度是 1.150g/cm3或更 高，要实际获得正确 的读数，必须使用密 度计测量。,图2-9 观察窗的作用,项目二 蓄电池的构造与维修,四、蓄电池的工作过程 1蓄电池的工作原理 将两种不同的金属板放入电解液中，因化学作用产生电离子，聚集电子的板产生较高的负电位，称为负极板，失去电

14、子的板产生正电位，称 为正极板，在两块板间会 产生电动势。若有导线及 负荷连接在两块板之间， 则有电流流通，如图 2-10所示。,图2-10 蓄电池的工作原理,项目二 蓄电池的构造与维修,2蓄电池充放电 蓄电池的工作过程就是化学能与电能相互转化的充放电过程，如图2-11所示。,图2-11 蓄电池的工作过程,项目二 蓄电池的构造与维修,蓄电池将化学能转化为电能而向外供电时，称为放电过程，放电的结果是正、负极板都变成相同结构的硫酸铅，而电解液中的硫酸成分减少，水的成分增加，其放电化学反应式如下： 蓄电池与外界直流电源相连而将电能转化为化学能储存起来时，称为充电过程。充满电后，蓄电池的负极板成为海绵

15、状铅（Pb），正极板成为过氧化铅（PbO2），电解液为稀硫酸（H2SO4+H2O）。其充电化学反应式如下：,项目二 蓄电池的构造与维修,3蓄电池自放电 充满电的蓄电池放置一段时间后，内部的存电自然消耗的现象，称为自放电。 产生自放电的原因很多，归纳如下： （1）负极板上的活性物质海绵状铅与电解液产生化学作用而慢慢变成硫酸铅。 （2）蓄电池的极板上附着金属杂质，如铁、锰等，金属杂质与极板构成一局部电池而产生自放电现象。 （3）蓄电池表面有电解液附着而造成漏电。 （4）脱落的活性物质堆满沉淀室后形成短路而放电。,项目二 蓄电池的构造与维修,五、蓄电池的充电 1蓄电池充电方法 无论是使用新的蓄电池和

16、修复后的蓄电池，还是装在车上使用的蓄电池以及存放的蓄电池，都必须对其进行充电，这对蓄电池的寿命有很大影响。 蓄电池的常规充电方法有定流充电、定压充电和脉冲快速充电。 （1）定流充电。在充电过程中，充电电流保持不变的充电方法称定流充电（通过调整电压，保证电流不变）。 定流充电采用两阶段充电法，在第一阶段用较大电流充电，当单格电池电压升到2.4V，电解液开始产生气泡后，将充电电流减小一半进行第二阶段定流充电，直到蓄电池完全充足电为止。 定流充电的优点为：充电电流可任意选择，有益于延长蓄电池寿命，可用于初充电和去硫化充电。可减少活性物质脱落，又能保证蓄电池充满电，完成一次初充电需6070h，补充充电需1013h。定流充电的缺点是充电时间长，且需要经常调整充电电流。,项目二 蓄电池的构造与维修,定压充电。在充电过程中，充电电压保持不变的充电方法称定压充电，是蓄电池在汽车上由发电机对其进行充电的方法。 定压充电的优点为：充电速度快，充电时间短，充电电流会随着电动势的上升而逐渐减小到零，使充电自动