第一章汽车电源系(蓄电池)汽车电气设备构造与维修

蓄电池1.1蓄电池的功用1.2蓄电池的构造及型号1.3蓄电池的工作原理及工作特性1.4蓄电池的充电1.5蓄电池的常见故障1.6蓄电池的正确维护与检测方法1.1蓄电池的功用

蓄电池的功用：1）起动发动机时，蓄电池→起动系、点火系、仪表2）发动机低速运转，发电机和蓄电池联合供电。3）发动机正常运转，发电机独立供电，并向蓄电池充电4）发电机过载时，蓄电池协助发电机向用电设备供电。5）蓄电池还可以吸收电路中的瞬时过电压，保持汽车电器系统电压的稳定，保护电子元件。

蓄电池和发电机并联工作，全车的用电设备均为并联。电流表；调节器？1.2蓄电池的构造及型号

类

型特

点普通型新蓄电池的极板不带电，使用前需按规定加注电解液并进行初充电，初充电的时间较长，使用中需要定期维护。干荷电新蓄电池的极板处于干燥的已充电状态，电池内部无电解液。使用时，按规定加入电解液，静置20～30min即可使用，使用中需要定期维护。免维护型使用中不需维护，可用3～4年不需补加蒸馏水，极桩腐蚀极少，自放电少。蓄电池是一种化学电源，靠其内部的化学反应来储存电能或向用电设备供电。铅蓄电池：实现化学能与电能相互转换的主要物质是铅、硫酸铅蓄电池又可以分为普通铅蓄电池、干荷电铅蓄电池和免维护铅蓄电池。

普通型铅蓄电池的结构

一般由3个或6个单格电池串联而成。主要由极板、隔板、电解液、外壳、联条和极桩等组成。免维护蓄电池的特点 蓄电池内部安装有电解液密度计，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，表明蓄电池存电不足，需补充充电；若显示浅黄色，表明蓄电池已接近报废。1－绿色（充电程度为65％或更高）

2－黑色（充电程度低于65％）

3－浅黄色（蓄电池有故障）4－蓄电池盖

5－观察窗1.2蓄电池的构造及型号按照原机械工业部部颁标准JB2599－1993的规定，铅蓄电地产品型号分为三段，6-QA-100即是6个单格电池额定电压12伏额定容量100Ah起动型干荷电式蓄电池1.3铅蓄电池的工作原理及工作特性

一、工作原理1．蓄电池的静止电动势

将铅蓄电池的正、负极板浸入电解液中，正、负极板与电解液相互作用，在正、负极板间就会产生约2.1V的静止电动势。1.3铅蓄电池的工作原理及工作特性2、放电过程若接入负载，在电动势的作用下，电流就会从蓄电池的正极经外电路流向蓄电池的负极，这一过程称为放电，蓄电池的放电过程是化学能转变为电能的过程。放电时，正极板上的PbO2和负极板上的Pb，都与电解液中的H2SO4反应生成硫酸铅（PbSO4），沉附在正、负极板上。电解液中H2SO4不断减少，密度下降。3、充电过程充电时，蓄电池的正、负极分别与直流电源的正、负极相连，当充电电源的端电压高于蓄电池的电动势时，在电场的作用下，电流从蓄电池的正极流入，负极流出，这一过程称为充电。蓄电池充电过程是电能转换为化学能的过程。充电时，正、负极板上的PbSO4还原成PbO2和Pb，电解液中的H2SO4增多，密度上升。1.3铅蓄电池的工作原理及工作特性二、工作特性两种特性：放电特性和充电特性。1、放电特性 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。蓄电池放电终了的特征是：（1）单格电池电压降到放电终止电压（1.75V）；（2）电解液密度降到最小许可值（约1.11g/cm3）。 放电终止电压与放电电流的大小有关。放电电流越大，允许的放电时间就越短，放电终止电压也越低。1.3铅蓄电池的工作原理及工作特性2、充电特性在恒流充电过程中，蓄电池的端电压与电解液相对密度随时间而变化的规律。充电终了的特征：（1）端电压上升到最大值2.7V，并在2h-3h内不在增加。（2）电解液相对密度上升到最大值1.27g/cm（3）蓄电池内产生大量气泡。1.4蓄电池的充电一、充电设备

蓄电池是直流电源，必须用直流电源对其进行充电。充电时，充电电源的正极接蓄电池的正极，充电电源的负极接蓄电池的负极。汽车上的充电设备是由发动机驱动的交流发电机。充电机多采用硅整流充电机、晶闸管整流充电机和智能充电机等。1.4蓄电池的充电二、充电方法1.恒压充电2.恒流充电3.快速充电三、充电工艺（种类）1、初充电2、补充充电3、去硫充电1.4蓄电池的充电（充电方法）1．恒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。对于12V蓄电池，用15V电压充电为宜。优点：充电时间短，4～5h内即可达到额定容量的90％～95％，不需要照管和调整充电电流，适用于补充充电。缺点：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。

恒压充电的接线方法2．恒流充电

指充电电流保持恒定的充电方法。充电过程分为两个阶段：第一阶段到蓄电池单格电压上升至2.4V，电解液开始出现较多的气泡；第二阶段，将充电电流减半，直到充足电为止。优点：延长蓄电池的使用寿命，广泛用于初充电、补充充电和去硫化充电等。缺点：充电时间长，要经常调节充电电流。恒流充电的接线方法1.4蓄电池的充电（充电方法）1.4蓄电池的充电（充电方法）

3．脉冲快速充电 必须用脉冲快速充电机进行。优点：是充电时间可大大缩短（新蓄电池充电仅需5h，补充充电需1h）。缺点：是对蓄电池的寿命有一定的影响，并且脉冲快速充电机结构复杂，价格昂贵，适用于电池集中、充电频繁、要求应急的场合。充电电流波形1.4蓄电池的充电（充电种类）1．初充电

指对新的或更换极板后的蓄电池进行的第一次充电。2．补充充电补充充电是指对使用中的蓄电池在无故障的前提下，为保持或恢复其额定容量而进行的正常的保养性充电。一般汽车用蓄电池应每隔1～2个月从车上拆下来进行一次补充充电，使用中，如发现下列现象之一时，必须及时进行补充充电： （1）电解液相对密度下降到1.20以下；（2）冬季放电量超过25％，夏季超过50％时；（3）前照灯灯光比平时暗淡，起动机运转无力时；充电间多采用两阶段恒流充电法充电。1.4蓄电池的充电（充电种类）3．间歇过充电

间歇过充电是为了避免使用中的铅蓄电池极板硫化的一种预防性充电，汽车用铅蓄电池应每隔三个月进行一次。

4．循环锻炼充电

循环锻炼充电是铅蓄电池为防止极板钝化而进行的保养性充电。铅蓄电池使用中常处于部分放电的状况，参加化学反应的活性物质有限，为避免活性物质长期不工作而收缩，每隔三个月进行一次循环锻炼充电。5．去硫化充电去硫化充电是消除铅蓄电池极板轻度硫化的一种排故性充电。

1.5蓄电池常见的故障

故障一：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。

原因

充电不足长期存放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。

1.5蓄电池常见的故障故障二：自放电故障特征

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低超过2%，称为故障性自放电。

原因

电解液中金属杂质过多。排除

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。1.5蓄电池常见的故障故障三：活性物质脱落故障特征

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。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。

1.5蓄电池常见的故障故障四：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

（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。

1.6蓄电池的使用维护与检测一、使用与维护1．启用新蓄电池

首先擦净外表面，旋开加液孔盖，疏通通气孔，注入新电解液，静置4～6h后，调节液面高度到规定值，按初充电规范进行充电后即可使用。干荷电蓄电池在规定存放期（一般为2年）内，启用时可直接加入规定密度的电解液，静置20～30min后，校准液面高度，即可使用。若超期存放或保管不当损失部分容量，应在加注电解液后经补充充电方可使用。2、正确使用P21页3、正确维护P21页1.6蓄电池的使用维护与检测二、技术状态检查：1、外部检查2、检测蓄电池电解液液面高度（1）用玻璃管测量法，右上图所示。工具：内径为3～5mm的玻璃管。液面高度标准值为10～15mm。

（2）观察液面高度指示线法，右下图所示。正常液面高度应介于两线之间，液面过低时，应加入蒸馏水补充。

1.6蓄电池的使用维护与检测3、检测蓄电池电解液密度

电解液密度的大小，是判断蓄电池容量的重要标志。测量蓄电池电解液密度时，蓄电池应处于稳定状态。蓄电池充、放电或加注蒸馏水后，应静置半小时后再测量。（1）用吸式密度计测量电解液密度，其测量过程（见下图）。测得的密度值应用标准温度（+25℃）予以校正（同时测量电解液温度）。不同温度条件下电解液密度修正值见下表。

1.6蓄电池的使用维护与检测

通过对各个单格电池电解液密度的测量，可以确定蓄电池是否失效。如果单格电池之间的密度相差0.05g/cm3，则该电池失效。（2）放电程度的判断电解液密度与放电程度的关系是：密度每下降0.01g/cm3相当于蓄电池放电6％，当判定蓄电池在夏季放电超过50％，冬季放电超过25％时不宜再继续使用，应及时进行补充充电，否则会使蓄电池早期损坏。电解液温度（℃）密度修正值（g/cm3）+40+0.0113+35+0.0075+30+0.0037+250+20－0.0037+15－0.0075+10－0.0113+5－0.01500－0.0188－5－0.0255－10－0.02631.6蓄电池的使用维护与检测

4．蓄电池开路电压的测量测量蓄电池开路电压时，蓄电池应处于稳定状态，蓄电池充、放电或加注蒸馏水后，应静置半小时后再测量。 蓄电池开路电压可用万用表的电压挡测量。蓄电池端电压可以反应蓄电池的存电程度，它们之间的关系见下表。

存电状态(%)1007550250蓄电池电压(V)12.6以上12.412.21211.9以下蓄电池的充电

1．目标

掌握蓄电池初充电、补充充电的充电方法。

2．仪器与工具（1）蓄电池1个，充电机1台。（2）玻璃杯、玻璃棒、密度计、温度计各1个。（3）蒸馏水、浓硫酸（密度1.835g/cm3）适量。3．内容（1）电解液的配制：根据当地的气温条件，选择合适的电解液密度。配制电解液时，先用耐酸的容器装蒸馏水，然后将浓硫酸慢慢注入水中，同时用清洁的玻璃棒搅拌，使其混合均匀。测量其密度和温度，若不符合要求，适当调整，直至合格为止。（2）蓄电池的初充电：现在汽车普遍采用干荷电蓄电池，所以初次使用只需按规定加足电解液后，静置