_汽车蓄电池的维护

1、汽车蓄电池使用维护学习情境2【学习目标】【学习目标】1能说出汽车蓄电池的组成及作用；2能正确进行蓄电池的拆装；3能进行蓄电池的维护作业；4能进行蓄电池的检测；5能正确进行蓄电池的充电作业； 6能进行蓄电池的故障诊断与排除；7能进行团队成员的有效沟通与协作。任务2.1蓄电池的检测 1.拆下蓄电池负极搭铁线2.拆下蓄电池正极线3.拆下蓄电池压板4.取下蓄电池5.蓄电池表面清洁维护，清除蓄电池上的灰尘、泥土和极柱上的氧化物，擦去电池上部和外表面的电解液和污物。 电解液温度（电解液温度（）密度修正值（密度修正值（g/cmg/cm3 3）+ 40+ 0.0113+ 35+ 0.0075+ 30+ 0.0

2、037+ 250+ 200.0037+ 150.0075+ 100.0113+ 50.015000.018850.0255100.0263 存电状态存电状态(%)(%)1001007575505025250 0蓄电池电压蓄电池电压(V)(V)12.612.6以上以上12.412.412.212.2121211.911.9以下以下万用表测量蓄电池的方法万用表测量蓄电池的方法 2.起动型蓄电池分类 根据电解液不同分为：铅酸蓄电池 镍碱蓄电池 铅酸蓄电池优点：内阻小、电压稳定、起动性能 好、结构简单、成本低。类 型优 点缺 点适 用 车 辆铅酸蓄电池结构简单；价格便宜；内阻小；电压稳定；可以短时间供

3、给起动机强大的起动电流比容量(比能量指的是单位重量或单位体积的能量)小；使用寿命相对较短一般车辆镍碱蓄电池容量大；使用寿命长；维护简单；能承受大电流放电而不易损坏活性物质导电性差；价格较高使用时间长、可靠性高的车辆电动车蓄电池比容量大；无污染；充、放电性能好；使用寿命长结构复杂；成本高电动汽车蓄电池与发电机并联向用电设备供电（1）发动机起动时，向起动机和点火系供电；（2）在发电机电压低或不发电时，向用电设备供电；（3）发电机超载时，协助发电机供电；（4）发电机端电压高于蓄电池电动势时，将发电机的电能转变为化学能储存起来；（5）吸收电路中的瞬变过电压，保护车用电子元件；（6）是电子控制装置内存的

4、不间断电源。3.蓄电池功用4. 蓄电池的构造铅酸蓄电池是在盛有稀硫酸的容器中插入两组极板而构成的电能储存器。组成：极板、隔板、外壳、电解液。容器分为3格或6格，单格标称电压为2V， 3格或6格串联起来为6V或12V。 1负极柱负极柱 2加液孔盖加液孔盖 3正极柱正极柱 4穿壁连接穿壁连接 5汇流条汇流条 6外壳外壳 7负极板负极板 8隔板隔板 9正极板正极板1）极板 极板是蓄电池的核心部分，蓄电池充、放电的化学反应主要是依靠极板上的活性物质与电解液进行的。极板分为正极板和负极板，均由栅架和活性物质组成。1 1极板组总成极板组总成 2 2负极板负极板3 3隔板隔板4 4正极板正极板5 5极板联条

5、极板联条 正极板：PbO2 棕红色 2.2-2.4mm；1.6-1.8mm。（活性物质易脱落） 负极板：Pb 青灰色 1.6-1.8mm ；1.2-1.4mm。 栅架：铅锑合金、铅锑砷合金。 薄形极板提高比能量。 增大蓄电池容量：多片极板并联成极板组，负极板多一片。 正极板上的活性物质比较疏松，若单面放电，容易造成极板拱曲，而使活性物质脱落。2）隔板避免正负极板相互接触而短路。材料要求：多孔性结构、化学性能稳定、耐酸性、抗氧化性。常见材料：木质、微孔橡胶、微孔塑料、玻璃纤维纸桨、玻璃 丝棉。 微孔塑料最为普遍。 组装时，隔板有沟槽的一面应朝向正极板。3）外壳结构：整体式，分成3个或6个互不相通

6、的单格。材料：硬质橡胶、沥青塑料、工程塑料（聚丙烯）等。4）电解液纯硫酸（1.84）和蒸馏水配制而成。（1.241.31)配制时，先加水，再加硫酸。电解液的密度对蓄电池的工作有重要影响，密度大，可减少结冰的危险并提高蓄电池的容量，但密度过大，则粘度增加，反而降低蓄电池的容量，缩短使用寿命。电解液密度应随地区和气候条件而定，下表列出了不同地区和气温下的电解液的密度。另外，电解液的纯度也是影响蓄电池性能和使用寿命的重要因素之一。 气 候 条 件 完全充足电的蓄电池25时电解液的密度（g/cm3） 冬季夏季冬季温度低于40地区1.301.26冬季温度高于40地区1.281.25冬季温度高于30地区1

7、.271.24冬季温度高于20地区1.261.23冬季温度高于0地区1.241.235）联条 联条的作用是将单格电池串联起来，提高整个铅蓄电池的端电压。普通电池联条也由铅锑合金浇铸而成。 外露式 穿壁式5.蓄电池型号1.产品型号JB2599-85 ：串联的单格电池数，阿拉伯数字表示。：类型和特征，2个汉语拼音字母表示。 类型：Q-起动型蓄电池。 特征：代号特征代号特征代号特征A干荷电D带液式Q气密式B半密闭式S少维护M密闭式H湿荷电Y液密式I激活式F防酸式J胶体电解液无干封式W免维护：额定容量采用20h放电率的容量安培小时数Ah。特征性能：Q-高起动率，S-塑料槽，D-低温起动性能好二、 蓄电

8、池的工作原理及特性1.蓄电池工作原理化学反应物质：正极板-PbO2；负极板-Pb；电解液-H2SO4。1）蓄电池电动势的建立正极板处PbO2+2H2OPb(OH)4 Pb(OH)4 Pb4+4OH-Pb4+附着在正极板上，电位约+2.0V负极板处Pb溶解Pb2+，极板上留下2个e。 电位约-0.1V2）放电过程：蓄电池与外电路的负荷接通。正极板： PbO2+2H2OPb(OH)4 Pb(OH)4 Pb4+4OH- Pb4+2e Pb2+ Pb2+SO42- PbSO4负极板： Pb-2e Pb2+ Pb2+SO42- PbSO4 反应式3）充电过程：PbSO4 Pb2+SO42正极板 Pb2+

9、-2e Pb4+ H2O H+OH- Pb4+4OH Pb(OH)4 Pb(OH)4 PbO2+2H2O SO42-+2H+ H2SO4反应式 PbSO4-2e+2H2O+SO42- PbO2+ 2H2SO4 负极板 Pb2+2e Pb反应式 PbSO4+2e+2H+ Pb+H2SO4总反应式 电解水：4H+4e 2H2 2SO424e+2H2O 2 H2SO4+O2 实质 2H2O 2H2 +O2 结论： 放电时，电解液中的硫酸将逐渐减少，而水将逐渐增多，电解液相对密度下降；充电时，电解液中的硫酸将逐渐增多，而水将逐渐减少，电解液相对密度增加。 蓄电池放电终了时，极板上尚有70%80%的活性

10、物质没有起作用，应充分提高极板活性物质利用率，在结构上提高极板的多孔性，减少极板的厚度。2. 蓄电池工作特性1）蓄电池的基本电特性（1）开路电压 U0=0.84+25 25=t+(t-25)（2）蓄电池内阻 包括：极板、隔板、电解液、铅连接条等的电阻。极板的内阻在完全充电状态下是很小的，随着蓄电池放电程度的增加，覆盖在极板表面的PbSO4增多，极板的电阻会随之增大。隔板的电阻取决于隔板的材料、厚度、多孔性。电解液的电阻与其温度和密度有关。电解液温度低、密度高，电解液粘度增大，渗透能力降低，电阻增大；电解液密度过高或过低时，H2SO4离解度降低而增大电阻。=1.208g/cm3(25)时，电阻最

11、小。（3）蓄电池的容量指一只完全充足电的蓄电池，在允许的放电范围内所输出的电量。 C=t0idt恒流放电： C=Ift放电电流（A）0.05C20 0.1C200.25C20C203C20放电时间20h10h3h25min5min单格电池终止电压（V）1.751.701.651.551.50额定容量 检验蓄电池质量的重要指标之一。据国标GB5008.191起动用铅酸蓄电池技术条件规定：以20h放电率的放电电流（即0.05C20安培）在电解液初始温度为255，相对密度为1.280.01g/cm3(25)的条件下，放电到规定的单格电池终止电压1.75V，蓄电池所输出的电量，记为C20，单位为Ah。

12、 例：3-Q-90型蓄电池以4.5A（0.05C200.05904.5A）的电流连续放电至单格电池平均电压降到1.75V时，若放电时间大于等于20h，则其容量CIftf90Ah，达到了额定容量，为合格产品；若放电时间小于20h，则其容量低于额定容量，为不合格产品。起动容量起动容量表征了铅蓄电池在发动机起动时的供电能力，是检验蓄电池质量的重要指标之一。起动容量受温度影响很大，故又分为低温起动容量和常温起动容量两种。 1）低温起动容量：电解液在18时，以3倍额定容量的电流持续放电至单格电压下降至1V时所放出的电量。持续时间应在2.5min以上。 2）常温起动容量：电解液在25时，以3倍额定容量的电

13、流持续放电至单格电压下降至1.5V时所放出的电量。持续时间应在5min以上。 储备容量 据国标GB5008.191起动用铅酸蓄电池技术条件规定，蓄电池在252的条件下，以25A恒流放电至单池平均电压降到1.75V时的放电时间，称为蓄电池的储备容量。单位为分钟。 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25A恒流的能力。4）影响蓄电池容量的因素：极板面积大，容量也就大。采用薄形极板、增加极板的片数及提高活性物质的孔率，均能提高蓄电池的容量。：放电电流越大，单位时间消耗的H2SO4就越多，加之PbSO4产生速率高，极板孔隙很快被PbSO4阻塞，电解液不能及时渗透，

14、造成孔隙内电解液密度急剧下降，极板孔隙内参加电化学反应的活性物质数量减少，导致蓄电池容量下降。 起动时注意：一次起动时间不应超过5s；连续2次起动应间隔15s以上。：温度低，粘度大，渗透能力下降，而且溶解度和电离度下降，导致容量下降。温度每下降1，容量下降约1%（小电流放电）或2%（大电流放电）。：电解液的密度过低时会因为离子数量少而导致容量下降；电解液密度过高则又会因为其粘度增大、渗透能力降低、内阻增大、极板容易硫化而导致容量下降。3.蓄电池的充放电特性1）蓄电池的放电特性 是指在恒流放电过程中，蓄电池的端电压和电解液相对密度随时间而变化的规律。 特性曲线：放电开始时，端电压从2.1V迅速下

15、降，当新渗入的电解液完全补偿了因放电时化学反应而消耗的硫酸量时，端电压将随整个容器内电解液密度的降低而慢慢下降，直至1.85V左右，接着又迅速下降至1.75V。（硫酸铅积聚，电解液渗入困难，密度迅速下降） 过放电十分有害，因为孔隙中生成的粗结晶硫酸铅，充电时不易还原，而使极板损坏。放电终了判断参数：单格电池电压下降至放电终止电压；电解液密度下降至最小的许可值，大约为1.11。2）蓄电池充电特性是指在恒流充电过程中，蓄电池的端电压与电解液相对密度随时间而变化的规律。充电终了，电池端电压达到2.32.4V时，活性物质几乎恢复为二氧化铅和纯铅。继续充电，电解水，产生0.33V附加电动势。避免长时间过

16、充电，过充电剧烈放出气泡，会在极板内部造成压力，加速活性物质脱落，使极板过早损坏。蓄电池充电终了特征：蓄电池激烈地放出大量气泡，电解液沸腾；端电压上升到最大值，并且2h之内不再增加；电解液密度上升到最大值，并且2h之内不再增加。任务实施一、蓄电池的拆装 从汽车上拆卸蓄电池时，应先拆搭铁电缆，后拆起动电缆。拆卸时，若发现蓄电池接线柱螺栓锈蚀难以取出，切莫用锤或钳敲打，以避免极桩断裂、极板活性物质脱落。可用热水冲洗后，拧开螺栓，用夹头拉器将夹头取下，如图2-13所示。取下电池时应小心轻放、尽量用电池提把进行，如图2-14所示。 二、蓄电池的维护与检测 1.检测前对蓄电池的清洁作业检测前对蓄电池的清

17、洁作业2.检测蓄电池液面高度检测蓄电池液面高度 3.检测蓄电池电解液密度检测蓄电池电解液密度4.蓄电池电压的测量蓄电池电压的测量 051015黄红绿蓄电池检测表指示灯转换开关12 6-QA-60A铅酸蓄电池测试笔红黑任务2.2蓄电池的充电 一、蓄电池的充电 1.充电种类 （1）初充电 新蓄电池或修复后的蓄电池在使用之前的首次充电。在于恢复蓄电池存放期间，极板上部分活性物质缓慢硫化和自放电而失去的电量。 程序：加注电解液。按规定加注一定密度的电解液，液面高出极板上沿15mm，加注后静置36h，待温度低于35才能进行充电。 初充电过程。接入充电机，第一阶段充电电流约为额定容量的1/15，充电至电解

18、液中逸出气泡，单格电压2.4V时为止，充电时间约为2535h。第二阶段充电电流减半，充电至电解液沸腾，密度和端电压连续3h不变为止，约需2030h。 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；初充电接近完毕时应测量电解液密度，不符合规定值，应调整，再充电2h。（2）补充充电 对使用中的蓄电池进行充电以恢复蓄电池全充电状态。 充电不足时，根据需要进行补充充电。 定流充电：第一阶段，充电电流为1/10C20，充到单格电池电压为2.4V。第二阶段，电流减半充到2.52.7V。约需1316。 定压充电： 将蓄电池与充电电源连接。 将电压调至规定值，观察充电电流，如果电流超

19、过0.3C20A，应适当 降低电压，待蓄电池电动势升高后再将电压调至规定值。 充电电流在连续2h内变化不大于0.1A，且电解液密度无明显变化则可以认为充电结束。 （3）预防硫化过充电：充电不足造成硫化，隔3个月进行一次预防硫化过充电。先用补充充电的电流值将电池充足，然后间歇1h，将电流值减半继续充至沸腾，这样反复数次，直到蓄电池刚一接入直流电源充电就立即沸腾起来，这时就可发结束充电了。 （4）去硫充电：极板硫化严重时进行。倒出电解液，用蒸馏水冲洗数次，然后加蒸馏水，用初充电电流进行充电，并且随时测量电解液密度。如果密度上升到1.150时，要加蒸馏水冲淡，继续充至密度不再上升，然后进行放电，反复

20、进行到在6h内密度值不再变化时为止。最后按初充电的方法充电，调整电解液密度至规定值。 （5）锻炼循环充电经常处于部分放电状态，按正常的充电方法将蓄电池充足，然后以20h放电率放完，再按正常充电方法充足。2.蓄电池充电方法 （1）定流充电 指充电电流保持恒定的充电方法。广泛用于初充电、补充充电和去硫化充电等。 为缩短充电时间，充电过程通常分为两个阶段。第一阶段采用较大的充电电流，使蓄电池的容量得到迅速恢复，当蓄电池电量基本充足，单格电池电压达到2.4V，开始电解水产生气泡时，转入第二阶段，将充电电流减小一半，直到电解液密度和蓄电池端电压达到最大值且在23h内不再上升，蓄电池内部剧烈冒出气泡时为止

21、。 恒流充电的适应性强，可任意选择和调整充电电流的大小，有利于保持蓄电池的技术性能和延长使用寿命，其缺点是充电时间长，要经常调节充电电流。恒流充电的接线方法恒流充电的接线方法 充电特性曲线充电特性曲线（2）定压充电 恒压充电是指充电过程中，充电电源电压保持恒定的充电方法。 若充电电压过高，将导致过充电；充电电压过低，将导致充电不足。一般单格电池充电电压选为2.5V。 在恒压充电初期，充电电流较大，45h内即可达到额定容量的9095，因而充电时间较短，而且不需要照管和调整充电电流，适用于补充充电。由于充电电流不可调节，所以不适用于初充电和去硫化充电。但不容易将蓄电池完全充足。恒压充电的接线方法恒

22、压充电的接线方法 恒压充电特性曲线恒压充电特性曲线（3）快速充电 具有充电时间短、空气污染小、省电节能等优点；但不能将蓄电池完全充足，且对蓄电池的寿命有不利影响。3.充电注意事项 在室内充电时，室内应有通风设备，应打开加液孔盖，使气体顺利排出。 充电室严禁用明火取暖。 充电时应先接好电线，再开电源开关，停止充电时则应先关充电电源。 导线的连接务必可靠，以防突然断开产生火花而造成事故。二、蓄电池的故障（1）极板硫化 是指极板上产生了白色、坚硬不容易溶解的粗晶粒PbSO4。在正常充电时，这种粗晶粒PbSO4不易还原成活性物质，并且对极板的孔隙有阻塞作用，因此造成蓄电池容量下降、内电阻增大而使起动性

23、能下降。 故障现象： 故障原因： 处理方法：（1）极板硫化故障特征 极板上生成一层白色粗晶粒的PbSO4，在正常充电时不能转化为PbO2和Pb的现象。（1）硫化的电池放电时，电压急剧降低，过早降至终止电压，电池容量减小。（2）蓄电池充电时单格电压上升过快，电解液温度迅速升高，但密度增加缓慢，过早产生气泡，甚至一充电就有气泡。 故障原因 （1）蓄电池长期充电不足或放电后没有及时充电，导致极板上的PbSO4有一部分溶解于电解液中，环境温度越高，溶解度越大。当环境温度降低时，溶解度减小，溶解的PbSO4就会重新析出，在极板上再次结晶，形成硫化。（2）电解液液面过低，使极板上部与空气接触而被氧化，在行

24、车中，电解液上下波动与极板的氧化部分接触，会生成大晶粒PbSO4硬化层，使极板上部硫化。（3）长期过量放电或小电流深度放电，使极板深处活性物质的孔隙内生成PbSO4。（4）新蓄电池初充电不彻底，活性物质未得到充分还原。（5）电解液密度过高、成分不纯，外部气温变化剧烈。 排除方法 轻度硫化的蓄电池，可用小电流长时间充电的方法予以排除；硫化较严重者采用去硫化充电方法消除硫化；硫化特别严重的蓄电池应报废。 （2）自放电：）自放电： 每昼夜蓄电池自行放电量大于每昼夜蓄电池自行放电量大于2%C20。故障特征 蓄电池在无负载的状态下，电量自动消失的现象称为自放电。如果充足电的蓄电池在30天之内每昼夜容量降

25、低超过2%，称为故障性自放电。 故障原因 （1）电解液不纯，杂质与极板之间以及沉附于极板上的不同杂质之间形成电位差，通过电解液产生局部放电。（2）蓄电池长期存放，硫酸下沉，使极板上、下部产生电位差引起自放电。（3）蓄电池溢出的电解液堆积在电池盖的表面，使正、负极柱形成通路。（4）极板活性物质脱落，下部沉积物过多使极板短路。 排除方法 自放电较轻的蓄电池，可将其正常放完电后，倒出电解液，用蒸馏水反复清洗干净，再加入新电解液，充足电后即可使用；自放电较为严重时，应将电池完全放电，倒出电解液，取出极板组，抽出隔板，用蒸馏水冲洗之后重新组装，加入新的电解液重新充电后使用。（3）活性物质大量脱落故障特征

26、 主要指正极板上的活性物质PbO2的脱落。蓄电池容量减小，充电时从加液孔中可看到有褐色物质，电解液浑浊。 故障原因 （1）蓄电池充电电流过大，电解液温度过高，使活性物质膨胀、松软而易于脱落。（2）蓄电池经常过充电，极板孔隙中逸出大量气体，在极板孔隙中造成压力，而使活性物质脱落。（3）经常低温大电流放电使极板弯曲变形，导致活性物质脱落。（4）汽车行驶中的颠簸振动。 排除方法 对于活性物质脱落的铅蓄电池，若沉积物较少时，可清除后继续使用；若沉积物较多时，应更换新极板和电解液。 (4)极板栅架腐蚀故障特征 主要是正极板栅架腐蚀，极板呈腐烂状态，活性物质以块状堆积在隔板之间，蓄电池输出容量降低。 故障

27、原因 （1）蓄电池经常过充电，正极板处产生的O2使栅架氧化。（2）电解液密度、温度过高、充电时间过长，会加速极板腐蚀。（3）电解液不纯。 排除方法 腐蚀较轻的蓄电池，电解液中如果有杂质，应倒出电解液，并反复用蒸馏水清洗，然后加入新的电解液，充电后即可使用；腐蚀较严重的蓄电池，如果是电解液密度过高，可将其调整到规定值，在不充电的情况下继续使用；腐蚀严重的蓄电池，如栅架断裂、活性物质成块脱落等，则需更换极板。 (5)极板短路故障特征 蓄电池正、负极板直接接触或被其它导电物质搭接称为极板短路。极板短路的蓄电池充电时充电电压很低或为零，电解液温度迅速升高，密度上升很慢，充电末期气泡很少。 故障原因 （

28、1）隔板破损使正、负极板直接接触。（2）活性物质大量脱落，沉积后将正、负极板连通。（3）极板组弯曲。（4）导电物体落入池内。 排除方法 出现极板短路时，必须将蓄电池拆开检查。更换破损的隔板，消除沉积的活性物质，校正或更换弯曲的极板组等。 三、 免维护蓄电池又称MF蓄电池。免维护是指在汽车合理使用期间，不需要对蓄电池进行加注蒸馏水、检测电解液液面高度、检测电解液密度等维护作业。与其他铅蓄电池相比，免维护蓄电池具有以下特点： 1）栅架材料采用铅钙合金。 2）采用了袋式微孔聚氯乙烯隔板。 3）蓄电池内部安装有电解液密度计（俗称电眼），如图2-15所示，可自动显示蓄电池的存电状态和电解液液面的高低。如果密度计的观察窗呈绿色，表明蓄电池存电充足，可正常使用；若显示深绿色或黑色，表明蓄电地存电不足，需补充充电；若显示浅黄色，表明蓄电池已接近报废。 4）采用了新型安全通气装置和气体收集器。自我评估一、判断题一、判断题1.导线的标称截面积即实际线芯的几何面积。（ ）2.根据用电设备的负载电流大小选择导线的截面积。（ ）3.汽车电器中导线截面积不得小于1mm2。（ ）4.长时间工作的电器设备可选用实际载流量90%的导线。（ ）5.熔断器、易熔线和断电器都是汽车上的保险装置。（ ）6.继电器可以完成用小电流控制大电流，保护电路中的控制开关。（ ）7.继电器的负载电路是大电流电路。（ ）8.继