情景一 蓄电池结构与检修

情景一蓄电池结构与检修

知识目标1．简单叙述蓄电池基本结构和型号；2．简单叙述明蓄电池的基本工作原理；3．正确描述蓄电池的容量及影响因素；4．简单叙述蓄电池的基本工作特性；

技能目标1．会对蓄电池技术状况进行检查和维护；2．会对蓄电池充电；3．能通过现象判断蓄电池的基本故障；

汽车蓄电池蓄是汽车上的两个电源之一，价格低廉、结构单、内阻小，短时内给起动机提供强大启动电流，应用广泛。蓄电池靠内部的化学反应将化学能转变为电能给用电设备供电。发电机是在发动机的驱动下，将机械能转变为电能给用电设备供电。汽车上蓄电池与发电机并联。

蓄电池是一种可逆的低压直流电源，它既能将化学能转化为电能，也能将电能转换为化。

蓄电池可分为碱性蓄电池和酸性蓄电池两大类。常用的类型有：普通、干式荷、少需维护或免维护、封闭式免维护蓄电池。1.1蓄电池分类蓄电池汽车用蓄电池铅酸蓄电池1.2蓄电池的作用1.起动发动机。向启动机、点火系统、电子燃油喷射系统和汽车的其它电气设备供电。

2.备用供电。当发动机低速运转，向用电设备和发电机磁场绕组供电。

3.存储电能。发动机中、高速运转时，将发电机剩余电能转化为化学能储存起来。

4.协同供电。发电机过载时，协助发电机向用电设备供电。

5.稳定电源电压，保护电子设备。蓄电池相当于一个大电容器，能吸收电路中出现的瞬时过电压，保护电子元件，保持汽车电器系统电压稳定。1.3蓄电池的结构

极板、隔板、电解液、外壳

极板—由栅架和活性物质组成。正极板：二氧化铅（PbO2),棕红色负极板：海绵状纯铅（Pb）,深灰色注意：负极板比正极板多一块。1、极板

活性物质正极板上的活性物质为二氧化铅（PbO2），呈深棕色。负极板上的活性物质为海绵状纯铅（Pb），呈青灰色。注意：因为正极板化学反应剧烈，所以在单格电池中，负极板总比正极板多一片。使每一片正极板都处于两片负极板之间，保持其放电均匀，防止变形。

为了增大容量，一般将多片正极板（4~13片）和多片负极板（5~14片）分别并联，组成正负极板组,如图1-7所示。4)极板组的结构蓄电池构造隔板：在正、负极板间起绝缘作用，可使电池结构紧凑。A、隔板有许多微孔，让电解液畅通无阻。B、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，当正极板上的活性物质PbO2脱落时能迅速通过沟槽沉入容器底部。

2、隔板由纯硫酸与蒸馏水按一定比例配制而成，一般密度为1.24--1.31g/cm3，使用中应根据地区、气候条件和制造厂的要求而定。

注意：不允许用工业硫酸和自来水、井水、河水等配制。因其杂质多，易引起自放电，从而影响蓄电池寿命。

3、电解液

壳体用于盛装电解液和极板组。外壳应耐酸、耐热、耐振动冲击。

外壳由橡胶外壳和聚丙烯塑料两种，普遍采用的是塑料外壳。外壳为整体式结构，壳内间壁分成3个或6个互不相通的单格。蓄电池单格电池之间均用铅质联条串联，如图所示。

注意：每个单格电池设有一个液孔，可以加注电解液或检测电解液密度。孔盖上设有通气孔，便于排出蓄电池内部气体，防止外壳涨裂，发生事故。4.壳体单格电池间穿壁连接示意图5.联条和极桩

联条的作用将每单格（2V）串联，提高蓄电池电压，它是由铅锑合金制成。有传统外露式、穿壁式、跨越式。免维护电池的使用优点

（1）使用中不需加水；

（2）自放电少；

（3）耐过充电性能好；

（4）使用寿命长；

（5）内阻小，起动性好。

1.4蓄电池的型号、规格及选用1)我国蓄电池的型号为：机械工业部JB2599-85《铅蓄电池产品型号编制方法》标准规定。12345例1：EQ1090型车用6-Q-105例2：北京2020型车用6-QA-60串联单格电池数额定电压是该数字2倍蓄电池类型:Q启动铅蓄池；第二字母为蓄电池结构特征性额定容量特殊性能1——表示串联的单格电池数，用阿拉伯数字表示。2——表示电池用途，用汉语拼音字母表示。用Q——起动用蓄电池；M——摩托车用蓄电池；Jc——船用蓄电池；HK——飞机用蓄电池；3——极板类型，用A——干荷电铅蓄电池；B——薄型极板；W——无需维护铅蓄电池；4——指20h率额定容量，用阿拉伯数字表示，单位为A·h；5——特出性能，用汉语拼音字母表示，G——高起动性能。2)进口蓄电池的规格进口蓄电池的容量规格是蓄电池国际协会（BCI和）和汽车工程学会（SAE）联合制定的。1）储备容量（RC）指标是用时间来表示的，单位为分钟。2）冷起动性冷起动电流（CCA）是指在-17.80C-28.90C性（-200F）条件下，可获得的某特定意义的最小电流。

2.2.4蓄电池规格的选择1.电压必须和汽车电器系统的额定电压一致。2.容量必须满足汽车起动的要求。3.蓄电池大小必须合适。1.5蓄电池工作原理和特性1.蓄电池工作原理1）蓄电池放电过程蓄电池的化学能变成电能的过程称放电过程。如图所示。蓄电池放电示意图2）充电过程电能变成化学能如图所示。蓄电池充电示意图蓄电池充放电过程中的化学反应方程式为：

PbO2+2H2SO4+Pb——2PbSO4+2H2O结论：

（1）充电时，形成气泡。（2）放电时，电解液密度下降。（3）正极板附近化学反应较负极板附近化学反应剧烈。

放电充电蓄电池充电终了的标志：（1）电解液中剧烈冒汽泡，呈沸腾现象。(电解水)（2）电解液相对密度上升到最大值，且在2~3h小时内不再上升。（3）单格端电压上升到最大值（2.7V），且在2~3小时不再升高。蓄电池的容量及其影响因素1.蓄电池的容量

概念

表示蓄电池的供电能力。当蓄电池以恒流放电时，其容量Q等于放电电流I和放电时间t的乘积，既Q=It（Ah）

分类

（1）额定容量将充足电的新蓄电池在电解液温度为25℃时，以20h放电率的放电电流连续放电，至12V蓄电池端电压下降到10.5±0.05V时所输出的电量。（2）储备容量以25A电流恒流放电至单格电池平均电压降到1.75V时，所维持的放电时间，单位为分钟。2.影响容量的因素（1）构造因素对容量的影响

极板厚度越薄，活性物质的利用率就越高，容量就越高。

极板面积越大，同时参与反应的物质就越多，容量就越大。

同性极板中心距越小，蓄电池内阻越小，容量越大。（2）使用因素对容量的影响

1)放电电流放电电流越大，蓄电池输出的容量越小。

注意

在使用起动机时，必须严格控制起动时间，每次接入起动机的时间不得超过5s，两次起动应间隔15s以上放电电流与容量关系2)电解液温度电解液温度降低，蓄电池输出的容量减小，如图1-15所示。注意冬季应注意对蓄电池的保温温度↓→粘度↑→渗入极板困难，活性物质利用率↓→Q↓；

同时，粘度↑→内阻↑→内压降↑→端电压↓→Q↓。电解液温度与容量关系3)电解液的相对密度

实践证明，采用较低的电解液相对密度，可以提高蓄电池输出大电流的能力和大电流放电时的容量。电解液相对密度对容量的影响如图1-16所示。注意冬季，在不致结冰的前提下，应尽量采用稍低密度的电解液。电解液相对密度与容量关系蓄电池的充电充电方法（1）定流充电

在充电过程中，充电电流恒定不变（通过调整电压，保证电流不变）。

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。

缺点是充电时间长，且需要经常调整充电电流。

（2）定压充电在充电过程中，充电电压恒定不变。是蓄电池在汽车上由发电机对其充电的方法。

优点为：充电速度快，充电时间短，充电电流IC会随着电动势E的上升，而逐渐减小到零，使充电自动停止，不必人工调整和照管。

缺点是：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。

（3）脉冲快速充电法

以脉冲大电流充电来实现快速充电的方法。

①大电流恒流充电IC=（0.8～1）C20至单池电压升至2.4V；

②前停充15～25ms；

③反向脉冲充电IC=（1.5～2.0）C20t=150～1000us；

④后停充25～40ms，如此循环，直至充足电。(4)智能快速充电

利用单片机的智能功能，控制充电电流按照最佳充电电流变化而实现快速充电的方法。（5）蓄电池充电时的连接1）定流充电时的连接采用串联法即把同的蓄电池串联起来接如充电电源。可串联蓄电池单格总数和电池只数为：蓄电池单格总数=充电机的额定充电电压/2.7串联12V蓄电池数=充电机的额定充电电压/（2.7Χ6）注意所有串联支路的蓄电池，其容量最好相同，否则充电电流必须按容量最小的电池来选定2）定压充电时的连接采用并联法即把不同的蓄电池并联起来接如充电电源注意并联蓄电池的数目必须按充电设备的最大输出电流决定。

充电种类1）初充电

对新蓄电池或更换极板后的蓄电池进行的首次充电。步骤：检查外部、通气孔→加注电解液→选择充电电流（IC1=Q20/15，IC2=Q20/30）→连接蓄电池-充电过程中应注意问题→调整电解液密度。2）补充充电

蓄电池使用后的充电。步骤：检查外部、通气孔、液面高度→液面不足补加蒸馏水至极板上沿15mm→检查单格电压→选择充电电流（IC1=Q20/10，IC2=Q20/20）→充电时间约为13～16h。

3）间歇过充电

间歇过充电是避免使用中极板硫化的一种预防性充电。一般应每隔3个月进行一次。

充电方法是先按补充充电方式充足电，停歇1h后，再以减半的充电电流进行过充电，直至充足电为止。4）循环锻炼充电为迫使相当于额定容量的活性物质都能参加工作，以避免活性物质由于长期不参与化学反应而收缩，每隔一段时间（如：3个月）应对蓄电池进行一次循环锻炼充电。

充电方法是先用补充充电或间歇过充电将蓄电池充足电，然后，以20h放电率方完电，再用补充充电法充足电即可使用。

4）去硫化充电

蓄电池轻度硫化，可用充电的方法予以消除，方法如下：

（1）倒出电解液，加入蒸馏水冲洗两次后，再加入蒸馏水；

（2）用IC=Q20/30（A）的电流进行充电，当密度上升到1.15g/cm3时，倒出电解液，再加蒸馏水继续充电，直至密度不再上升；

（3）以20h率放电电流放电至单池电压降到1.75V时，再进行上述充电。反复进行以上过程，直至输出容量达到额定容量的80%以上，即可使用。2.4.3充电注意事项（1）遵守充电电流规范。（2）观察各单格电池的电压和密度。（3）观察电池温度。（4）充电应连续进行。（5）配制和灌入电解液时，遵守安全操作规则。（6）充电时，备用冷水、10%苏打溶液或10%的氨水溶液。（7）室内要安装通风装置，严禁明火。（8）充电设备不应和蓄电池放置在同一工作室。充电设备车上的充电设备为交流发电机。充电专用设备：可控硅整流充电机、硅整流充电机、智能充电机。如图所示。使用方法图1-23可控硅整流充电机硅整流充电机硅整流充电机智能充电机1.5铅蓄电池的使用与维护

蓄电池的正确使用三抓

（1）抓及时、正确充电

1）放完电的电池24h内送充电间；

2）装车使用电池定期补充充电，放电程度，冬季不超过25%，夏季不超过50%；

3）带电液存放的蓄电池定期补充充电。

（2）抓正确使用操作

1）每次启动时间不超过5s，启动间隔时间15s，最多连续启动3次；

2）车上蓄电池应固定牢靠，安装搬运时应轻搬轻放。

（3）抓清洁保养

1）保持蓄电池表面清洁；

2）及时清除蓄电池表面的酸液；

3）经常疏通通气孔。五防

（1）防止过充和充电电流过大；

（2）防止过度放电；

（3）防止电解液液面过低；

（4）防止电解液密度过大；

（5）防止电解液内混入杂质。

（4）冬季使用蓄电池时的注意事项

（1）应特别注意保持其处于充足电状态，以防结冰；

（2）冬季补加蒸馏水应在充电时进行，以防结冰；

（3）冬季容量降低，发动机启动前应进行预热，每次启动时间不超过5s，每次启动间隔应有15s；

（4）冬季气温低，蓄电池充电困难，应经常检查蓄电池存电状况。1.6蓄电池常见故障的诊断

外部故障：外壳裂纹、极柱腐蚀、极柱松动、封胶干裂。

内部故障：极板硫化、活性物质脱落、极板栅架腐蚀、极板短路、自放电、极板拱曲。1.极板硫化极板上生成白色的粗晶粒硫酸铅的现象简称硫化。

（1）故障现象1）放电时，内阻大，电压急剧下降，不能持续供给启动电流；

2）充电时，内阻大，单格电池的充电电压高达2.8V以上，密度上升慢，温度上升快，过早出现沸腾现象。（2）产生原因

1）蓄电池长期充电不足或放电后不及时充电，温度变化时，硫酸铅发生再结晶；

2）蓄电池液面过低，极板上部发生氧化后与电解液接触，也会生成粗晶粒硫酸铅；

3）电解液密度过高、电液不纯或气温变化剧烈。（3）措施

1）硫化不严重时，采用去硫充电法充电；2）硫化严重时，报废；

3）保持蓄电池经常处于充足电状态：

4）电解液高度应符合规定。2.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自放电。（1）故障特征

如果充足电的蓄电池在30天之内每昼夜容量降低超过2%，称为故障性自放电。（2）故障原因

1）电解液含杂质过多；

2）电解液密度偏高；

3）电池表面不清洁；

4）栅架中含锑。（3）防止措施

1）使用符合标准的硫酸和蒸馏水配置电解液；2）配置电解液的容器要保持清洁；

3）防止杂质进入电池内；

4）电池表面要保持清洁干燥。（4）处理措施

产生自放电后，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。3.活性物质脱落（1）故障特征

蓄电池输出容量下降，充电时电解液混浊，有棕色物质自底部上升。（2）故障原因

（1）充电电流过大；

（2）过充时间过长；

电解水→产生H2↑和O2↑→冲击极板上的活性物质；

（3）低温大电流放电；造成极板拱曲；

（4）汽车行驶时颠簸、振动。4.蓄电池容量达不到规定要求（1）故障现象1)汽车起动时，起动机转速很快地减慢，转动无力；2）按喇叭声音弱、无力；3）开启前照灯，灯光暗淡。（2）故障原因1）使用新电池前未按要求进行初充电；2）发电机调节器电压调得过低，使蓄电池经常充电不足；3）经常长时间起动起动机，造成大电流放电，使极板损坏；4）电解液的相对密度低于规定值；5）电解液的相对密度过高或电解液面过低，造成极板硫化。（3）故障排除1）首先检查蓄电池的外部，看外壳是否良好；2）检查蓄电池搭铁接线，极柱的连接夹子有无松动；3）检查蓄电池密度、高度、调节电压。2.5.3蓄电池典型故障诊断与排除案例一蓄电池发生爆炸故障现象一辆解放CA1091型装运水泥的货车，在炎热的夏天行驶时，突然发生蓄电池爆炸，还好驾驶员处理得当，才没有发生交通事故。故障检修故障分析案例二富康ZX型（1.36L）轿车免维护蓄电池损坏故障的检修故障症状：点火开关置于起动档，起动机不能运转：按动喇叭开关，响声低微；灯光暗淡无光。检修方法：本章小结1、铅蓄电池由哪几部分组成？（极板、隔板、电解液、外壳）2、铅蓄电池内部分为几个单格？一格的静止电动势约为多少？3、正、负极板上的活性物质各是什么？（正极板Pbo2,负极板Pb）4、铅蓄电池的每一个单格都有一个加液孔，孔盖上通气孔，其作用？5、蓄电池的选择必须符合哪些要求？6、国产蓄电池的编号规则？7、写出蓄电池充放电的化学反应综合方程式，8、蓄电池放电终了特征？放电时两极板上生成什么物质，电解液有何变化？9、蓄电池充电终了特征？充电时两极板上各生成什么物质？电解液有何变化？9.何谓蓄电池容量？单位？（蓄电池在规定条件下放出的电量。单位为A.h）10.何谓额定容量？起动容量？11.使用因素对容量有何影响？(放电电流大容量小，环境温度低容量小）习题与思考一、选择题：1．铅蓄电池的内阻大小主要取决于_________。A．极板的电阻B．电解液的电阻C．隔板的电阻2．蓄电池亏电长期放置不用，容易造成_______。A．极板硫化B．极板短路C．活性物质脱落3．蓄电池额定容量与

有关。A．单格数B．电解液数量C．单格内极板片数D．温度4．

铅蓄电池使用前，一定要经过初充电。A．干荷电B．普通C．免维护5．蓄电池电解液的相对密度一般为

。A．1.24～1.28B．1.15～1.20C．1.35～1.406．蓄电池在补充充电过程中，第一阶段的充电电流应选取其额定容量的

。A．1/l0B．1/l5C．1/207．下列原因哪一个可造成蓄电池硫化

。A．大电流过充电B．电解液液面过高C．长期充电不足8．蓄电池在放电过程中，其电解液的密度是

。A．不断上升的B．不断下降的C．保持不变的9．蓄电池在正常使用过程中，如发现电解液的液面下降，应及时补充

。A．电解液B．稀硫酸C．蒸馏水10．蓄电池放电时，端电压逐渐_______。A．上升B．平衡状态C.下降D.不变11．蓄电池电解液的温度下降，会使其容量。A．增加B．下降C．不变12．蓄电池极板上的活性物质在放电过程中都转变为。A．硫酸铅B．二氧化铅C．铅二、判断题1．汽车行驶中充电指示灯亮表示蓄电池处于充电状态。（）2．将蓄电池的正负极板各插入一片到电解液中，即可获得l2V的电动势。（）3．在放电过程中，蓄电池的放电电流越大，其容量就越大。（）4．蓄电池主要包括极板、隔板、电解液和外壳等。（）5．蓄电池极板硫化的原因主要是长期充电不足，电解液不足。（）6．在一个单格蓄电池中，负极板的片数总比正极板多一片。（）7．在定电压充电过程中，其充电电流也是定值。（）8．蓄电池可以缓和电气系统中的冲击电压。（）9．如果将蓄电池的极性接反，后果是有可能将发电机的磁场绕组烧毁。（）10．在放电过程中，正负极板的上的活性物质都转变为硫酸铅。（）11．免维护蓄电池在使用过程中不需补加蒸馏水。（）三、简答题1．为什么单格电池内负极板比正极板多一片？2．汽车蓄电池产生硫化的原因？怎样才能避免硫化和解决硫化？3.影响蓄电池容量的使用因素有哪些？应注意什么？实训项目1铅蓄电池技术状况的检测一、实训目的1．了解蓄电池的检测仪器。2．掌握蓄电池的检测方法。二、主要实训仪器１.蓄电池若干个、电解液密度计、温度计、高率放电计、玻璃棒及管、盛水容器各若干；2．适量凡士林、润滑脂、蒸馏水、电解液、万用表。三、实训步骤1．蓄电池外部检查2．静止电动势（开路电压）检测3.蓄电池电解液液面高度的检查可采用三种方法1）玻璃管测量法用一空心玻璃管插入蓄电池电解液内如图a)所示。4．电解液相对密度检测

2）液面高度指示法在容器上刻有两条高度指示线，如图b)所示，正常液面高度应介于两线间。3）加液孔观察判断法部分进口小轿车在电解液加液孔内侧的标准液面位置处开有方视孔，如图c)所示。a）b）c）5．负荷试验检测（1）用高率放电计测量单格电池的端电压1）3V高率放电计如图a)

只能测量单格电压，接入时间5S，测量电压和存电量之间的关系电压V：1.7～1.81.6～1.71.5～1.61.4～1.51.3～1.4放电程度%：02550750说明：上限适用于新的或容量大的蓄电池，下限适用于一般电池。图a)3V高率放电计图b)12V高率放电计2)12V高率放电计（图b）

测12V电池，蓄电池充满电，密度在1.24g/cm3，接入时间2S~5S；

电压能保持在：10.5V~11.6V以上，存电量为充足,蓄电池无故障；

电压能保持在：9.6V~10.5V，存电量为不足,蓄电池无故障；

电压降到：9.6V以下，存电量严重不足或蓄电池有故障（2）利用专用测试仪测量端电压(蓄电池检测仪)如图1-20所示1）电流选择按下表

蓄电池容量（A.h）放电电流（A）放电时间（S）端电压（V）>100200～3001510.250100～170159.630