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1、汽车电气设备的构造成与检修 第1章 蓄电池,1.1 蓄电池的结构与型号,1.1.1 蓄电池的作用 发动机起动时，向起动机和点火系统供电。 发电机不发电或电压较低的情况下向用电设备供电。 当用电设备同时接入较多，发电机超载时，协助发电机供电。, 蓄电池存电不足，而发电机负载又较少时，它可将发电机的电能转变为化学能储存起来（即充电）。 当发电机转速和用电负载发生较大变化时，可保持电路电压的相对稳定，同时吸收电路中随时出现的瞬间过电压，以保护用电设备不被损坏尤其是电子元件不被击穿。,1.1.2 蓄电池的基本构造,铅酸蓄电池的构造如图1.1所示，它主要由极板、隔板、壳体和电解液等部分组成。 壳体内部分
2、为互不相通的6个格，每格内的电解液、正负极板组和其间所夹的隔板，组成为单格电池。 每单格电池标称电压为2V，6个单格串联成一个12V的蓄电池供汽车使用。,图1.1 蓄电池的结构 1外壳 2电池盖 3正极柱 4负极柱 5加液孔螺塞 6串壁连接条 7汇流条 8负极板 9隔板 10正极板,1极板,极板是蓄电池的核心，分为正极板和负极板两种，均由栅架和填充在其上的活性物质构成。 在蓄电池充放电过程中，电能与化学能的相互转换，就是依靠极板上的活性物质与电解液中的硫酸产生化学反应来实现。,正极板上的活性物质是呈深棕色的二氧化铅（PbO2）。 负极板上的活性物质是呈青灰色海绵状的纯铅（Pb）。,图1.2 栅
3、架与极板 1栅架 2活性物质,2隔板,为了减小蓄电池的内阻和尺寸，蓄电池内部正负极板应尽可能地靠近，但为了避免彼此接触而短路，正负极板之间要用隔板隔开，如图1.5所示。 隔板材料应具有多孔性，以便电解液渗透，且化学性能要稳定，即具有良好的耐酸性和抗氧化性。,图1.5 单格电池内极板组的构造 1正极板 2负极板 3、4隔板,3壳体,蓄电池壳体（也称容器）多为整体式，内用间壁分隔成几个单格，每个单格放入极板组，成为一个单格电池。 壳体材料要求耐酸、耐热、耐振动性能好。,以前的蓄电池外壳多用硬橡胶制成，目前则采用ABS工程塑料或聚丙烯塑料制成，其制造工艺简单、坚固、美观、重量轻、耐腐蚀性好。,壳内由
4、间壁分成6个互不相通的单格，底部制有凸起的筋条，以便放置极板组。 筋条与极板底部组成的空间可以积存极板脱落的活性物质，防止正、负极板短路。,图1.6 连接单格电池的3种方式 1间壁 2容器,4电解液,铅酸蓄电池的电解液是由相对密度为1.84的纯硫酸和蒸馏水按一定的比例配制而成，密度一般在1.241.30g/cm3的范围内。 电解液的纯度是影响蓄电池的电气性能和使用寿命的重要因素，一般工业用硫酸和普通水中，因含有铁、铜等有害杂质，绝对不能加入到蓄电池中，否则容易自行放电，并且容易损坏极板。,因此，蓄电池电解液要用纯硫酸和蒸馏水按一定比例配制而成，硫酸标准见GB 455484规定，蒸馏水标准见ZB
5、K 8400489的规定。,图1.8 蓄电池的装配过程,1.1.3 蓄电池的型号,1我国蓄电池的型号 按照原机械工业部颁发的标准JB 259985的规定，铅蓄电池产品型号分为三段，其排列及其含义如下：,第段表示串联的单格电池数，用阿拉伯数字组成，其标准电压是这个数字的2倍。 第段表示蓄电池的类型和特征，用2个汉语拼音字母组成。,其中第一个字母如果用Q，表示起动用铅蓄电池，如果用M表示摩托车用蓄电池。 第二个字母是蓄电池的特征代号：如A干荷电式；W免维护式；无字母则为干封式，具体产品特征代号见表1.1。,第段表示蓄电池的额定容量。 我国目前规定采用20h放电率的容量安培小时数Ah。 有时在额定容
6、量后面用一个字母表示特征性能：Q高起动率；S采用工程塑料外壳，电池盖及热封工艺的蓄电池；D低温起动性能好；G薄型极板的高起动蓄电池。,2进口蓄电池的规格,（1）储备容量 （2）冷起动性,1.2 蓄电池的工作原理,1.2.1 蓄电池的放电过程,（a）放电 （b）放电结束 （c）充电 图1.9 蓄电池的工作过程,1.2.2 蓄电池的充电过程,将电能转换成蓄电池化学能的过程称为充电过程。 充电时，蓄电池应接直流电源。,充电前正负极板的活性物质是硫酸铅，电解液是水，在外加电场的作用下，发生化学反应，使正极板的活性物质又转化成二氧化铅，负极板转化成铅，电解液转化成硫酸铅，如图1.9（c）所示。 充电时水
7、被消耗，而硫酸增多，电解液密度逐渐上升。,1.3 蓄电池的工作特性,1.3.1 蓄电池的基本电气特性 1静止电动势 静止电动势是指蓄电池在静止状态（不充电也不放电），正负极板之间的电位差（即开路电压），可以用E0表示。,如果它的值过低，说明蓄电池电量不足，或者是蓄电池有故障了。 它的大小与电解液的相对密度和温度有关。,2内阻,蓄电池的内阻大小反映了蓄电池的带负载能力。 在相同条件下，内阻越小，输出电流越大，带负载能力越强。 蓄电池的内阻包括极板电阻、隔板电阻、电解液电阻、铅连接条和极柱电阻的总和。,1.3.2 蓄电池的充电特性,图1.10 蓄电池的充电特性,1.3.3 蓄电池的放电特性,图1.
8、11 蓄电池的放电特性,1.4 蓄电池的容量及其影响,1.4.1 蓄电池的容量 蓄电池的容量是指在规定的放电条件下，完全充足电的蓄电池所能提供的电量，用C表示，单位为安培小时（Ah），电池容量用以表示蓄电池对外供电的能力、衡量蓄电池质量的优劣以及选用蓄电池的最重要指标。,当电池以恒定电流值进行放电时，其容量等于放电电流和持续放电时间的乘积，用下式表示： C = If tf （1.3）,式中，C蓄电池容量，单位为Ah； If放电电流，单位为A； tf放电持续时间，单位为h。 蓄电池出厂时规定的额定容量是在一定的放电电流、一定的终止电压和一定的电解液温度下取得的。,1额定容量 2起动容量,1.4.
9、2 影响蓄电池容量的主要因素,1产品结构因素 （1）极板上活性物质的数量 （2）极板的厚度 （3）活性物质的孔率 （4）活性物质的真实表面积 （5）极板中心距,2使用条件对蓄电池容量的影响,（1）放电电流对蓄电池容量的影响 （2）电解液温度对蓄电池容量的影响 （3）电解液密度对蓄电池容量的影响 （4）电解液的纯度对蓄电池容量的影响,1.5 蓄电池使用维护及故障排除,1.5.1 蓄电池的充电 1蓄电池充电 （1）初充电 初充电的程序如下。, 加注电解液。 新蓄电池在出厂时没有装电解液，电解液是由使用者加注的。 要按制造厂的规定，加注一定密度的电解液。 液面高出极板上沿15mm。 加注电解液后，蓄
10、电池应静置36h，待温度低于35才能进行充电。, 初充电过程。 将蓄电池接入充电动机，按表1.7规范电流值充电。 因为新蓄电池在储存中可能有一部分硫化，充电时易于过热，所以初充电一般应选用较小的电流。,第一阶段充电电流约为额定容量的1/15，充电至电解液中逸出气泡，单格电压2.4V时为止。 第二阶段充电电流减半，充电至电解液沸腾，相对密度和端电压连续3h不变时为止。 整个初充电时间6070h。, 注意事项。 充电过程中应经常测量电解液温度，上升到40时应将充电电流减半；上升到45时应停止充电，待冷至35以下再行充电。,初充电接近完毕时应测量电解液相对密度，如果不符合规定值，应用蒸馏水或相对密度
11、为1.400g/m3的电解液调整，调整后再充电2h。 如相对密度仍不符合规定，应再调整并充电2h，直至符合规定为止。,然后将加液孔塞拧上，把蓄电池表面擦干净，即可使用。 新蓄电池充电完毕后，要以20h放电率放电，再以补充充电电流充足，然后又以20h放电率再次放电。 如果第二次放电的蓄电池容量不小于额定容量的90%，就可以使用了。,（2）补充充电, 当电解液相对密度降到1.150 g/m3以下时。 冬季放电超过25%，夏季超过50%时。 灯光比平时暗淡，表示电力不足时。,（3）预防硫化过充电 （4）去硫化充电,2充电方法,通常蓄电池的充电方法有定流充电、定压充电和脉冲快速充电3种方法。,3蓄电池
12、充电的注意事项, 充电过程中，要密切观察各单格电池的电压和相对密度的变化，及时判断其充电程度和技术状况。 在充电过程中，密切注意电池的温度。 初充电时，应连续进行，不能长时间间断。, 配制和灌入电解液时，要严格遵守安全操作规则和器皿的使用规则。 充电时，要经常备用冷水、10%苏打水溶液或10%的氨水溶液。, 充电室要安装通风装置，并严禁明火。 充电设备不应和蓄电池放置在同一工作间。 充电时，应先接牢电池线，停止充电时应先切断电源，严防火花产生。,1.5.2 蓄电池的充电设备,1硅整流充电动机 硅整流充电动机的型号由以下5部分组成。 第一部分是元件种类代号，硅元件用“G”表示，晶闸管元件用“KG
13、”表示。 第二部分是用途代号，“C”表示充电用。, 第三部分是元件的冷却方式代号，“A”表示自然冷却，“S”表示水冷，“F”表示强迫冷却，“J”表示油冷。 第四部分用数字表示额定整流电流值（A）。 第五部分用数字表示额定整流电压值（V）。,硅整流充电机的特点如下。 操作简单、维修方便。 整流效率高，一般可达98%99.5%。 许可工作温度高，最高可达140。, 体积小，质量轻。 硅二极管整流特性好，整流器抗老化性强，因而寿命长，一般可做到半永久性使用。,2晶闸管充电机,1.5.3 蓄电池的使用与维护,1蓄电池的使用 不要连续使用起动机。 每次起动的持续时间不得超过5s，如果一次未能起动，应至少
14、停顿15s以上再作第2次起动，连续3次起动不成功，应查明原因，排除故障后再起动发动机。, 安装和搬运蓄电池时，应轻搬轻放，不可敲打或在地上拖曳。 蓄电池在汽车上应固定可靠，以防行车时振动和移动。, 冬季使用的注意事项。 a冬季使用蓄电池时，应特别注意保持其处于充足电状态，以免电解液密度降低而结冰。 b冬季补加蒸馏水，应在充电前进行，以便蒸馏水较快地与电解液混合而不致结冰。,c冬季蓄电池容量降低，因此在起动冷态发动机前，应进行预热，以减小起动阻力矩。 d冬季气温低，充电较困难，因此可以适当调高调节器的调节电压，以改善蓄电池的充电状态，但仍需避免过量充电。, 要经常检查蓄电池电解液的液面高度，如发
15、现电解液不足，要及时进行补充。 要经常检查蓄电池的放电情况，若发现容量不足，应及时充电。,2蓄电池使用中技术状况的检查,（1）电解液液面高度的检查 （2）测量电解液密度，判断蓄电池的放电程度 （3）用高率放电计检查蓄电池的放电程度 （4）就车起动测试蓄电池的技术状况,3蓄电池的维护,（1）蓄电池的保养 经常清除蓄电池表面的灰尘污垢，电解液溅到蓄电池表面时，应用抹布蘸10%浓度的苏打水或碱水擦净，电极柱和电线夹头上出现氧化物时，应及时清除。, 经常疏通加液孔盖上的通气孔。 检查各单格内电解液的液面高度，及时调整电解液密度。 根据当时的季节，及时调整电解液密度。, 放完电的蓄电池在24h内应及时充
16、电。 停驶车辆的蓄电池，每两个月应进行一次补充充电。 常用车辆的蓄电池，放电程度冬季达到25%、夏季达50%时即应充电。, 拆卸蓄电池电缆时，应先拆下蓄电池负极，再拆下蓄电池正极；安装蓄电池电缆时，应先安装蓄电池正极，再安装蓄电池负极，以免拆卸过程中造成蓄电池短路。,（2）蓄电池的储存, 湿储法。 干储法。,1.5.4 蓄电池常见故障及排除,1极板硫化 （1）故障现象 电池容量降低，用高率放电计检测，单格电压迅速降低。 电解液的密度下降到低于规定的数值。, 蓄电池在开始充电时，电压过高，充电完毕后可达2.7V以上。 蓄电池在充电时过早地产生气泡，甚至一开始充电就有气泡。, 蓄电池在充电时，电解液温度上升得过快，易超过45。 蓄电池放电时，电压下降过快（用低放电率放电
