情景一：蓄电池的结构与检修

1、第一部分第一部分 电源系统电源系统情景一：蓄电池的结构与检修情景一：蓄电池的结构与检修 蓄电池俗称蓄电池俗称“电瓶电瓶”。是将化学能转化为。是将化学能转化为电能的装置，是一种可逆的直流电源。电能的装置，是一种可逆的直流电源。一、蓄电池的作用一、蓄电池的作用作用：启动机启动机（1）、起动时，给）、起动时，给 供电。供电。（2）、发电机不发电时，向）、发电机不发电时，向 供电。供电。用电设备用电设备（3 3）、发电机过载时，可以协助发电机向）、发电机过载时，可以协助发电机向 供电。供电。用电设备用电设备（4）、当发电机端电压高于蓄电池电压时，发电机向）、当发电机端电压高于蓄电池电压时，发电机向 蓄

2、电池进行蓄电池进行 。充电充电二、蓄电池的分类二、蓄电池的分类汽车用蓄电池汽车用蓄电池铅酸蓄电池铅酸蓄电池镍碱蓄电池镍碱蓄电池电动车蓄电池电动车蓄电池类类 型型优优 点点缺缺 点点适适 用用 车车 辆辆铅酸蓄铅酸蓄电池电池结构简单；价格便宜；内阻小；结构简单；价格便宜；内阻小；电压稳定；可以短时间供给起电压稳定；可以短时间供给起动机强大的起动电流动机强大的起动电流比容量小；使用比容量小；使用寿命相对较短寿命相对较短一般车辆一般车辆镍碱蓄镍碱蓄电池电池容量大；使用寿命长；维护简容量大；使用寿命长；维护简单；能承受大电流放电而不易单；能承受大电流放电而不易损坏损坏活性物质导电性活性物质导电性差；价

3、格较高差；价格较高使用时间长、可使用时间长、可靠性高的车辆靠性高的车辆电动车电动车蓄电池蓄电池比容量大；无污染；充、放电比容量大；无污染；充、放电性能好；使用寿命长性能好；使用寿命长结构复杂；成本结构复杂；成本高高电动汽车电动汽车铅酸蓄电池铅酸蓄电池普通铅酸蓄电池普通铅酸蓄电池免维护蓄电池免维护蓄电池干荷电蓄电池干荷电蓄电池湿荷电蓄电池湿荷电蓄电池胶体电解质铅蓄电池胶体电解质铅蓄电池铅酸蓄电池的种类：铅酸蓄电池的种类：1.1.普通铅酸蓄电池普通铅酸蓄电池 新蓄电池的极板新蓄电池的极板不带电，使用前不带电，使用前需按规定加注电需按规定加注电解液并进行初充解液并进行初充电，初充电的时电，初充电的时

4、间较长，使用中间较长，使用中需要定期维护。需要定期维护。2.2.免维护蓄电池免维护蓄电池 使用中不需使用中不需维护，在合维护，在合理使用过程理使用过程中不需补加中不需补加蒸馏水，电蒸馏水，电 桩腐蚀少，桩腐蚀少， 自行放电少，自行放电少，使用寿命长。使用寿命长。检查指示窗检查指示窗3.3.干荷电蓄电池干荷电蓄电池 新蓄电池的极板处新蓄电池的极板处于干燥的已充电状于干燥的已充电状态，电池内部无电态，电池内部无电解液。在规定的保解液。在规定的保存期内（两年）能存期内（两年）能保持在制造过程中保持在制造过程中所得到的电荷。如所得到的电荷。如需使用，只需按规需使用，只需按规定加入电解液，静定加入电解液

5、，静置置202030min30min即可即可使用，不需要初充使用，不需要初充电。使用中需要定电。使用中需要定期维护。期维护。4.4.湿荷电蓄电池湿荷电蓄电池 新蓄电池的极板处于已充电状态，蓄电池内部新蓄电池的极板处于已充电状态，蓄电池内部带有少量电解液。在规定的保存期内（约带有少量电解液。在规定的保存期内（约6 6个个月），如需使用，只需按规定加入电解液，静月），如需使用，只需按规定加入电解液，静置置202030min30min即可使用。若存放时间过长，则即可使用。若存放时间过长，则需要经过短时间的补充充电才能正常使用。使需要经过短时间的补充充电才能正常使用。使用中需要定期维护。用中需要定期维

6、护。5.5.胶体电解质铅蓄电池胶体电解质铅蓄电池 胶体电解质铅胶体电解质铅蓄电池如右图蓄电池如右图所示所示, ,其电解其电解质用经过净化质用经过净化的硅酸钠溶液的硅酸钠溶液和硫酸水溶液和硫酸水溶液混合后，凝结混合后，凝结成稠厚的胶状成稠厚的胶状物质，故而得物质，故而得名。名。三、蓄电池的结构三、蓄电池的结构蓄电池一般蓄电池一般由由3 3个或个或6 6个个单格电池串单格电池串联而成，联而成，普普通铅酸蓄电通铅酸蓄电池主要由池主要由极极板板、隔板隔板、电解液电解液、外外壳壳、联条联条、接线柱接线柱等组等组成。成。1.1.极板极板极板极板由由栅架栅架和和活性物质活性物质组组 成。分正极板和负极成。分

7、正极板和负极 板。板。 极板是蓄电池的核心部分，极板是蓄电池的核心部分，蓄电池充、放电的化学蓄电池充、放电的化学反应主要是依靠极板上反应主要是依靠极板上的活性物质与电解液进的活性物质与电解液进行的。行的。 正极板正极板：二氧化铅：二氧化铅（P Pb bO O2 2) )， 棕红色棕红色 负极板负极板：海绵状纯铅：海绵状纯铅（P Pb b），深灰色），深灰色注意：注意： 负极板比正极板多负极板比正极板多一块。一块。栅架的作用是固结活性物质。栅架的作用是固结活性物质。栅架一般由铅锑合金铸成，具栅架一般由铅锑合金铸成，具有良好的导电性、耐蚀性和一有良好的导电性、耐蚀性和一定的机械强度。定的机械强度。

8、 隔板一面平整，一面有沟槽。沟槽面对着正极板。使充放隔板一面平整，一面有沟槽。沟槽面对着正极板。使充放电时，电解液能通过沟槽及时供给正极板，当正极板上的电时，电解液能通过沟槽及时供给正极板，当正极板上的活性物质活性物质P Pb bO O2 2脱落时能迅速通过沟槽沉入容器底部。脱落时能迅速通过沟槽沉入容器底部。 2. 2. 隔板隔板隔板插放在正、负极板之间，以隔板插放在正、负极板之间，以防止正、负极板互相接触造成短防止正、负极板互相接触造成短路。隔板应耐酸并具有多孔性，路。隔板应耐酸并具有多孔性，以利于电解液的渗透。常用的隔以利于电解液的渗透。常用的隔板材料有木质、微孔橡胶和微孔板材料有木质、微

9、孔橡胶和微孔塑料等。其中，木质隔板耐酸性塑料等。其中，木质隔板耐酸性较差，微孔橡胶隔板性能最好但较差，微孔橡胶隔板性能最好但成本较高，微孔塑料隔板孔径小、成本较高，微孔塑料隔板孔径小、孔率高、成本低，因此被广泛采孔率高、成本低，因此被广泛采用。用。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极板联条极板联条 电解液电解液：用：用纯硫酸纯硫酸和和蒸馏水蒸馏水按一按一 定的比例配制定的比例配制 而成而成, ,密度比重一般在密度比重一般在1.241.241.31g/cm1.31g/cm3 3之之间。间。 对电解液浓度的选择北方南方略有不同；见对电解液浓度的选

10、择北方南方略有不同；见表表1 11 1。3.3.电解液电解液对于透明塑料容器的蓄电对于透明塑料容器的蓄电池，可以通过观察液面高池，可以通过观察液面高度指示线检查电解液的液度指示线检查电解液的液面高度。面高度。 4.4.外壳外壳材料：材料：硬橡胶、塑料两种。硬橡胶、塑料两种。 外壳上有链条和加液孔。外壳上有链条和加液孔。 普通铅蓄电池的外壳上每一个单格都有一个普通铅蓄电池的外壳上每一个单格都有一个加液孔，为加注电解液和检测电解液密度所用，加液孔，为加注电解液和检测电解液密度所用，孔盖上有通气孔，该小孔应经常保持畅通，以便孔盖上有通气孔，该小孔应经常保持畅通，以便随时排除蓄电池化学反应放出的氢气和

11、氧气，防随时排除蓄电池化学反应放出的氢气和氧气，防止外壳涨列和发生事故。止外壳涨列和发生事故。作用：作用：串联各单格电池，提高整个蓄电池串联各单格电池，提高整个蓄电池的端电压。的端电压。 材料为铅。材料为铅。5.5.联条联条单体电池联条的串联方式：单体电池联条的串联方式：6.6.接线柱（极桩）接线柱（极桩）正接线柱正接线柱“+”+”或或“P”P”负接线柱负接线柱“-”-”或或“N”N”极桩有圆锥形和极桩有圆锥形和L L型等形式，如下图：型等形式，如下图：四、蓄电池的工作原理四、蓄电池的工作原理 蓄电池的工作过程就是蓄电池的工作过程就是化学能化学能与与电能电能相互相互转化的过程。转化的过程。 放

12、电过程放电过程：蓄电池将化学能转化为电能，：蓄电池将化学能转化为电能，蓄电池向外供电。蓄电池向外供电。 充电过程充电过程：当蓄电池与外部直流电源相连：当蓄电池与外部直流电源相连式，将电能转化为化学能。式，将电能转化为化学能。蓄电池的工作原理蓄电池的工作原理五、蓄电池的使用五、蓄电池的使用按照标准按照标准JB/2599-1993JB/2599-1993的规定，蓄电池产品型号由三部分组成。的规定，蓄电池产品型号由三部分组成。第一部分第一部分第二部分第二部分第三部分第三部分蓄电池的额定容量和特殊性能蓄电池的额定容量和特殊性能蓄电池的类型和特征，用汉语拼音字母表示。蓄电池的类型和特征，用汉语拼音字母表

13、示。表示串联的单格蓄电池数，用阿拉伯数字表示。表示串联的单格蓄电池数，用阿拉伯数字表示。1.蓄电池的识别蓄电池的识别2、蓄电池的正确使用、蓄电池的正确使用1）正确使用启动机）正确使用启动机2）检查调整液面高度（定期）检查调整液面高度（定期）3）检查调整液面密度（定期）冬季密度不能过低（易）检查调整液面密度（定期）冬季密度不能过低（易 冻结）冻结） 4）保持清洁）保持清洁5）安装牢靠，定期检查松动情况）安装牢靠，定期检查松动情况6）检查并疏通加液孔盖上的通气孔）检查并疏通加液孔盖上的通气孔7）定期补充充电，保证蓄电池始终保持充足电状态。）定期补充充电，保证蓄电池始终保持充足电状态。8）放完电的蓄

14、电池在）放完电的蓄电池在24小时内应及时充电小时内应及时充电9）正确拆装）正确拆装10 暂时不用的蓄电池进行湿储存，长期不用的蓄电池暂时不用的蓄电池进行湿储存，长期不用的蓄电池 采用干储存法。采用干储存法。 六、蓄电池的充电六、蓄电池的充电1.充电种类：蓄电池的充电种类有蓄电池的充电种类有初充电初充电、补充充电补充充电、和、和去硫充电去硫充电等。等。（1 1）初充电）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。新蓄电池或修复后的蓄电池在使用之前的首次充电。 特点充电电流小特点充电电流小, ,时间长时间长(80h)(80h)。操作步骤：（教材操作步骤：（教材P6页）页）（2）补充充电）补

15、充充电使用中蓄电池贮存电量不足需进行的充电需补充充电的情况：需补充充电的情况： 1 1）启动机运转无力时（非机械故障）；）启动机运转无力时（非机械故障）； 2 2）发动机未工作，前照灯灯光暗淡；电喇叭声音小；）发动机未工作，前照灯灯光暗淡；电喇叭声音小； 3 3）电解液密度下降到）电解液密度下降到1.15g/cm31.15g/cm3以下时；以下时； 4 4）冬季放电超过）冬季放电超过25%25%，夏季放电超过，夏季放电超过50%50%时；时； 5 5）单格电池电压降到）单格电池电压降到1.7V1.7V以下时；以下时； 6 6）蓄电池放置）蓄电池放置1 1个月以上时。个月以上时。（3 3）去硫化

16、充电）去硫化充电 对极板硫化不严重的蓄电池进行的充电方对极板硫化不严重的蓄电池进行的充电方法法; ;或者说消除极板硫化的蓄电池进行的充或者说消除极板硫化的蓄电池进行的充电方法。电方法。去硫化充电具体操作见教材去硫化充电具体操作见教材P7页页2.充电方法充电方法 （1 1）定流充电）定流充电 定电流充电法在充电过程中，使定电流充电法在充电过程中，使充电电流保持恒充电电流保持恒定定的充电方法称为定电流充电法，简称定流充电。的充电方法称为定电流充电法，简称定流充电。蓄电池的充电方法有蓄电池的充电方法有定流充电定流充电、定压充电定压充电和和脉冲快速充电脉冲快速充电三种。三种。 其特点是在充电过程中，保

17、持选定的其特点是在充电过程中，保持选定的充电电充电电流不变流不变。在充电过程中，因为充电电流将会随着。在充电过程中，因为充电电流将会随着蓄电池电动势的逐渐升高而下降，所以蓄电池电动势的逐渐升高而下降，所以采用定流采用定流充电时，应随时根据充电程度的深入逐步提高充充电时，应随时根据充电程度的深入逐步提高充电电压电电压，以保持充电电流恒定。定流充电要求充，以保持充电电流恒定。定流充电要求充电设备的电压可任意调节。电设备的电压可任意调节。（2 2）定压充电）定压充电 在充电过程中，加在蓄电池两端的充电在充电过程中，加在蓄电池两端的充电电压恒定电压恒定不变不变，称为，称为定电压充电定电压充电。 优点优

18、点：充电速度快，充电时间短，充电电流会随着：充电速度快，充电时间短，充电电流会随着电动势的上升，逐渐减小到零，使充电自动停止，电动势的上升，逐渐减小到零，使充电自动停止，不必人工调整和照管。不必人工调整和照管。 缺点：缺点：充电电流大小不能调整，所以不能保证蓄电充电电流大小不能调整，所以不能保证蓄电池彻底充足电，也不能用于初充电和去硫化充电。池彻底充足电，也不能用于初充电和去硫化充电。（3 3）脉冲快速充电法）脉冲快速充电法 脉冲快速充电法也叫脉冲快速充电法也叫分段充电法分段充电法。在第一在第一阶段用较大电流充电，当单格电池电压升阶段用较大电流充电，当单格电池电压升到到2.4V2.4V，电解液

19、开始产生气泡，将充电电，电解液开始产生气泡，将充电电流减小一半进行第二阶段定流充电，直到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。蓄电池完全充足电为止。 优缺点：优缺点：P7P7页页七、蓄电池的就车拆装七、蓄电池的就车拆装 见教材见教材P8P8注意：注意： 拆解时拆解时：先拆搭铁线，再拆正极线：先拆搭铁线，再拆正极线 安装时安装时：先接正极线，再接搭铁线：先接正极线，再接搭铁线八、蓄电池的检查与维护八、蓄电池的检查与维护1.1.普通铅酸蓄电池性能的检查普通铅酸蓄电池性能的检查电解液液面高度的检测电解液液面高度的检测检测电解液液面高度的三种方法：检测电解液液面高度的三种方法：液面

20、高度液面高度指示线法指示线法、玻璃管测量法玻璃管测量法、加液孔观察判断法加液孔观察判断法2.2.免维护蓄电池的检查免维护蓄电池的检查 见教材见教材P9-10页页3.3.常见故障及排除方法常见故障及排除方法 蓄电池常见的故障有：蓄电池常见的故障有：自行放电自行放电、极板硫化极板硫化、极板活行物质脱落极板活行物质脱落、极板短路极板短路等。等。（1）自行放电）自行放电蓄电池在无负载的状态下，电量自动消失的现象称为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自放电。故障原因：故障原因： 电解液不纯，电解液中的杂质沉附于极板上产生电解液不纯，电解液中的杂质沉附于极板上产生 局部放电。局部放电。

21、蓄电池溢出的电解液堆积在盖板上，使正负极桩蓄电池溢出的电解液堆积在盖板上，使正负极桩 形成通路。形成通路。 蓄电池内部短路造成自放电，如隔板破裂或极板活蓄电池内部短路造成自放电，如隔板破裂或极板活 性物质脱落而沉淀于极板下部使正、负极板短性物质脱落而沉淀于极板下部使正、负极板短 路，引起自放电。路，引起自放电。 蓄电池长期放置不用，硫酸下沉，下部密度比上蓄电池长期放置不用，硫酸下沉，下部密度比上 部大，极板上下部发生电位差引起自行放电等。部大，极板上下部发生电位差引起自行放电等。 与蓄电池相连的线路有短路现象。与蓄电池相连的线路有短路现象。预防措施：预防措施： 为减少蓄电池的自放电，可从以下几

22、方面为减少蓄电池的自放电，可从以下几方面预防预防：（1 1）使用符合标准的硫酸和蒸馏水配置电解液；）使用符合标准的硫酸和蒸馏水配置电解液；（2 2）配置电解液的容器要保持清洁；）配置电解液的容器要保持清洁；（3 3）防止杂质进入电池内；）防止杂质进入电池内；（4 4）电池表面要保持清洁干燥。）电池表面要保持清洁干燥。自放电的处理措施自放电的处理措施： 轻度自放电的蓄电池，可将其轻度自放电的蓄电池，可将其正常放完电后倒出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，充电解液，用蒸馏水反复清洗干净，再加入新电解液，充足电足电即可；即可； 自放电较严重时，将电池完全放电，倒出电解自放

23、电较严重时，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。装，加入新的电解液。 （2 2）极板硫化）极板硫化 蓄电池极板上生成的一层白色粗晶粒的蓄电池极板上生成的一层白色粗晶粒的PbSO4PbSO4，在正常充电时不能转化为在正常充电时不能转化为PbO2PbO2和和PbPb的现象称为的现象称为“硫酸硫酸铅硬化铅硬化”，即，即“硫化硫化”。这种粗晶粒硫酸铅导电性差，。这种粗晶粒硫酸铅导电性差，正常充电很难还原，晶粒粗，体积大，堵塞活性物质正常充电很难还原，晶粒粗，体积大，堵塞活性物质孔隙，阻碍了电解液的渗

24、透，使蓄电池的内阻增加。孔隙，阻碍了电解液的渗透，使蓄电池的内阻增加。 故障现象故障现象 极板上生成坚硬、不易溶解的白色大颗粒；极板上生成坚硬、不易溶解的白色大颗粒； 放电时电池容量下降快，用高功率放电计检测，单放电时电池容量下降快，用高功率放电计检测，单 格电压迅速下降；格电压迅速下降； 电解液的密度下降到低于规定的正常数值；电解液的密度下降到低于规定的正常数值； 蓄电池在开始充电及充电完毕时电压过高，可蓄电池在开始充电及充电完毕时电压过高，可 达达 2.7V 2.7V 以上；以上；蓄电池在充电时过早地产生气泡，甚至一开始充电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；就有气泡；

25、蓄电池在充电时电解液温度上升得过快，易超蓄电池在充电时电解液温度上升得过快，易超 过过 45 45 ；蓄电池放电时电压下降过快，过早地降至终止电压。蓄电池放电时电压下降过快，过早地降至终止电压。 2 2 故障原因故障原因 蓄电池长期充电不足或放电后没有及时充电。蓄电池长期充电不足或放电后没有及时充电。导致极板导致极板 上的硫酸铅有一部分溶解于电解液中，环境温度越高，上的硫酸铅有一部分溶解于电解液中，环境温度越高， 溶解度越大。当环境温度降时，溶解度减小，溶解的硫溶解度越大。当环境温度降时，溶解度减小，溶解的硫 酸铅会重新析出，在极板上再次结晶。酸铅会重新析出，在极板上再次结晶。 蓄电池经常过量

26、放电或小电流深放电蓄电池经常过量放电或小电流深放电。从而在极板细小。从而在极板细小 孔隙的内层生成硫酸铅，平时充电不易恢复。孔隙的内层生成硫酸铅，平时充电不易恢复。 电解液液面过低电解液液面过低。极板上部的活性物质露在空气中被氧。极板上部的活性物质露在空气中被氧 化，汽车行驶时电解液的波动使其接触氧化了的活性物化，汽车行驶时电解液的波动使其接触氧化了的活性物 质，生成粗晶粒的硫酸铅。质，生成粗晶粒的硫酸铅。 初充电不彻底或未进行定期补充充电初充电不彻底或未进行定期补充充电。使其在半充电状。使其在半充电状 态长期使用，极板上的放电产物硫酸铅长期存在，也会态长期使用，极板上的放电产物硫酸铅长期存在

27、，也会 通过再结晶形成粗大的颗粒。通过再结晶形成粗大的颗粒。 电解液密度过高或不纯导致蓄电池自行放电电解液密度过高或不纯导致蓄电池自行放电，均会产生硫，均会产生硫 酸铅，从而为硫酸铅再结晶提供物质基础。酸铅，从而为硫酸铅再结晶提供物质基础。排除方法：排除方法： 轻度硫化轻度硫化，可用，可用2-3A 2-3A 的小电流长时间充电，即的小电流长时间充电，即 过充电；或用全放、全充的充放电循环方法使活过充电；或用全放、全充的充放电循环方法使活 性物质还原；也可用去硫充电的方法消除。性物质还原；也可用去硫充电的方法消除。 硫化严重时硫化严重时，应报废更换；，应报废更换； 保持蓄电池经常处于充足电状态保

28、持蓄电池经常处于充足电状态： 汽车上的蓄电池定期送充电间彻底充电；汽车上的蓄电池定期送充电间彻底充电； 放完电的蓄电池在放完电的蓄电池在24h24h内送充电间充电。内送充电间充电。 电解液高度应符合规定电解液高度应符合规定。（3 3）蓄电池存电不足故障）蓄电池存电不足故障 1 1、故障现象、故障现象 汽车起动时，启动机转动无力；汽车起动时，启动机转动无力； 按喇叭声音弱；按喇叭声音弱； 开启大灯，灯光暗淡；开启大灯，灯光暗淡； 2 2、故障原因、故障原因 使用新蓄电池前未按要求进行初充电。使用新蓄电池前未按要求进行初充电。 发电机调节器电压调得过低，使蓄电池经常充电不足。发电机调节器电压调得过低，使蓄电池经常充电不足。 经常长时间