中职课件《汽车电气设备构造》项目1 蓄电池的认知

汽车电气设备构造与维修任务蓄电池的认知蓄电池的认知任务一学习重点1.了解蓄电池的作用、分类2.了解蓄电池的工作原理3.掌握蓄电池的结构4.会正确选用蓄电池5.会正确判断蓄电池的正负极性任务蓄电池的认知任务实施一、任务准备①工作场景：汽修实训室。②主要设备：普桑教学用车、翼子板布和前格栅布、三件套、工具车、手电筒、抹布、手套等。任务蓄电池的认知任务蓄电池的认知任务实施任务蓄电池的认知任务实施任务蓄电池的认知任务实施任务蓄电池的认知任务实施任务蓄电池的认知任务实施知识链接

一、蓄电池作用汽车上的电源有两个：蓄电池和发电机，其中蓄电池为辅助电源，发电机为主电源，这两个电源并联连接，全车的用电设备也均为并联连接，如图所示。任务蓄电池的认知蓄电池是一种可逆直流电源，其作用是：①启动发动机时，蓄电池向启动系和用电设备供电。②当发电机发出电压低于蓄电池的电压时，由蓄电池向用电设备供电。③当发电机发出电压高于蓄电池的电压时，蓄电池将发电机的剩余电能储存起来。④当发电机过载时，蓄电池协助发电机向用电设备供电。⑤蓄电池还相当于一个较大的电容器，能吸收电路中随时出现的瞬时过电压，以保护晶体管元件不被击穿损坏。任务蓄电池的认知知识链接

作为汽车的启动电源，蓄电池必须能满足启动发动机的需要，即在短时间内（5～10s）可供给启动机强大的电流，所以汽车用蓄电池又叫作启动型蓄电池。汽油发动机汽车一般为200～600A，柴油发动机汽车一般为800～1000A。任务蓄电池的认知知识链接

二、蓄电池分类蓄电池的种类很多，按使用的电解液的成分，可分为酸性蓄电池和碱性蓄电池；按电极材料可分为铅蓄电池和铁镍、铬镍蓄电池；按用途不同可分为汽车用蓄电池、电瓶车用蓄电池、电讯、航标用蓄电池等。目前，汽车上广泛采用的是铅酸蓄电池，这种蓄电池通常称为启动型蓄电池。后面如无特别说明，所指蓄电池都为铅酸蓄电池。下表列出了几种汽车常用蓄电池的特点：任务蓄电池的认知知识链接

三、蓄电池的型号按机械行业标准JB/T

2599—1993《铅酸蓄电池产品型号编制方法》中规定，铅蓄电池的型号分为三部分（见表22）：如型号6—QA—60代表额定电压12V、额定容量60A·h的启动型干荷电铅蓄电池。任务蓄电池的认知知识链接四、普通蓄电池结构汽车上使用的铅蓄电池基本结构大致相同，本书以普通铅蓄电池为例介绍蓄电池的构造。启动型铅酸蓄电池外形与结构如图所示。蓄电池一般由多个单格电池串联而成。每个单格电压为2V，6V蓄电池由3个单格串联而成，12V蓄电池由6个单格电池串联而成。铅蓄电池主要由极板、隔板、电解液、外壳、联条、极桩等组成。任务蓄电池的认知知识链接

1.极板极板是蓄电池的核心部件，由栅架与活性物质组成，如图所示。在蓄电池充放电过程中电能与化学能的相互转换，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。任务蓄电池的认知知识链接

架的作用是固结活性物质，由铅锑合金浇铸而成，具有良好的导电性、耐蚀性和一定的机械强度。为了改善蓄电池的启动性能，有些铅蓄电池采用了放射性栅架，如图所示。任务蓄电池的认知知识链接

在栅架中添加金属锑的目的是：提高栅架机械强度和改善浇铸性能，但是含锑过多也具有副作用，含锑过多能加速栅架的腐蚀，降低蓄电池的使用寿命。普通蓄电池栅架的含锑量为5％～7％；为了降低或消除锑的副作用干荷电蓄电池栅架采用铅低锑合金，含锑量为1.5％～2.3％；免维护蓄电池采用了耗水量小，导电性能好的铅钙锡合金，彻底消除了锑的副作用。任务蓄电池的认知知识链接

极板分为正极板和负极板两种。将涂上铅膏后的生极板先经热风干燥，再放入稀硫酸中进行充电便得到正极板和负极板。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），呈深灰色。为了增大容量，将多片正、负极板分别并联，用汇流条焊接起来便分别组成正、负极板组。汇流条（横板）上联有极桩，各片间留有空隙。安装时各片正、负极板相互嵌合，中间插入隔板后装入蓄电池单格内，便形成单格电池，如图所示。在每个单格电池中，负极板总比正极板多一片。这是因为正极板上的化学反应比负极板上的化学反应剧烈，所以将正极板夹在负极板之间，可使其两侧放电均匀，防止活性物质体积变化不一致而造成极板拱曲变形。此外正极板上的活性物质容易脱落，所以通常正极板的厚度比负极板大：正极板2．2mm，负极板1．8mm。任务蓄电池的认知知识链接任务蓄电池的认知知识链接

2.隔板为了减小蓄电池的内阻和尺寸，蓄电池的正负极板应尽可能靠近。为了防止相邻正、负极板彼此接触而短路，正、负极板之间要用隔板隔开。隔板的材料应具有多孔性，以便电解液渗透；且化学性能稳定，具有良好的耐酸性、耐腐蚀性和抗氧化性。任务蓄电池的认知知识链接

隔板的材料有木质、微孔橡胶、微孔塑料、玻璃纤维和纸板等。现代汽车多采用微孔塑料隔板。隔板的厚度一般不超过1mm，隔板的一面带有沟槽，安装隔板时应将有沟槽的一面朝向正极板，这是因为正极板在充、放电过程中反应强烈，沟槽能使电解液上下流动通畅，正极板上脱落的活性物质顺利地掉入壳底槽中，反应中产生的气体能沿槽上升。在现代新型蓄电池中，将微孔塑料隔板制成袋状，包在正极板外部。这样可进一步防止活性物质脱落，避免了极板内部短路，并使组装简化。任务蓄电池的认知知识链接

3.电解液电解液是蓄电池内部发生化学反应的主要物质，由相对密度为1.84的化学纯净硫酸和蒸馏水按一定的比例混合配置而成，其成分用相对密度表示，其相对密度为1.24～1.30之间。配置电解液需要用规定的汽车蓄电池专用硫酸，而且应采用耐酸耐热的陶瓷或玻璃容器进行。先将蒸馏水倒入容器内，然后再慢慢的加入硫酸，并用玻璃棒不断搅拌。目前市场上有专门销售的电解原液，相对密度为1.28左右。任务蓄电池的认知知识链接

电解液的纯度和密度对蓄电池寿命和性能影响极大，如用工业硫酸和非蒸馏水配制，将带进有害物质（如铁、盐酸、锰、硝酸、铜、砷、醋酸及有机化合物等）而引起蓄电池内部自行放电，减少蓄电池容量。电解液密度低，冬季易结冰；电解液密度大，可以减少冬季结冰的危害，同时可使电动势增高；但密度过大，电解液粘度增加，隔板、极板将加速腐蚀而缩短使用寿命。电解液的密度应根据地区，气候条件和制造厂的要求而定。任务蓄电池的认知知识链接

4.壳体蓄电池的壳体是用来存放电解液和极板组的。对它的要求是：耐酸、耐热、耐震、绝缘性好并具有一定的机械强度。早些年曾采用硬橡胶外壳，这种壳体虽然耐酸、耐热、绝缘性能好，但壳体壁厚（一般为10mm），笨重。现代汽车用蓄电池一般用透明工程塑料制成外壳，不仅耐热、耐酸、耐震，而且强度好、韧性好，壳体可以做的很薄，其壁厚仅为3.5mm，电解液的高度和极板组的大体状况从外面能清晰观察，非常便于对蓄电池的检查和维护。任务蓄电池的认知知识链接

壳体为整体式结构，壳内有6个互不相通的单格，底部有凸起的筋条以搁置极板组，筋条间的空隙可以存放脱落的活性物质，以防止极板间短路。每个单格的盖子中间有加液孔，可用来检查液面高度，测量电解液的密度和加注电解液，加液孔平时用加液孔盖拧紧。每个加液孔盖中心都有通气孔和大气相通，应经常使通气孔保持通畅，使电池化学反应放出的气体随时释放出来，以防止电池爆炸。在极板组上部装有护板，以防止测量电解液相对密度、液面高度或加液时，损坏极板。任务蓄电池的认知知识链接

5.联条蓄电池一般是由3个或6个单格电池组成的，联条的作用是将单格电池串联起来，以提高整个蓄电池的端电压。启动型铅酸蓄电池的联条用铅锑合金制成，有外露式（联条外露在蓄电池盖外面，这种蓄电池在现在汽车上已经很少看到）、图单个电池间壁连接跨接式（联条埋在盖下，联接部分跨接在单格电池的中间单间格上）和较先进的穿壁式如图所示（在蓄电池的中间格壁上打孔，使极板组柄直接穿过中间隔板而将单格电池相互串联起来）3种。前者用在硬橡胶外壳上，后两种用在塑料外壳上。任务蓄电池的认知知识链接

采用穿壁式联条有许多优点。如体积比能量提高20％左右，质量比能量提高15％左右，联条功率消耗减少80％，端电压提高0.15～0.40V，节约铅锑合金50％，同时还能有效地避免氧化腐蚀，保证接触良好，提高技术性能。任务蓄电池的认知知识链接

6.极桩中间极桩便于将单格电池串联起来；首尾极桩则是电池对外的接线柱，它分为正极接线柱和负极接线柱，接线柱分锥形、L型、侧孔型三种，如图27所示。首尾极桩正负接线柱具有如下特征（可用于判断）：①标号法——正极接线柱标有“+”，负极接线柱标有“-”。②涂色法——正极接线柱涂有“红色”，负极接线柱涂有“黑色”或不涂色。③尺寸法——正极接线柱直径较粗，负极接线柱直径较细。④观察法——正极接线柱（充过电）呈棕色，负极接线柱呈褐灰色。任务蓄电池的认知知识链接

⑤测量法——测量电压时与红表笔接触显示正电压的接线柱是正极桩，与黑表笔接触显示正电压的是负极桩。蓄电池与充电、用电设备联接时，应正接正，负接负。任务蓄电池的认知知识链接

五、蓄电池的基本工作原理铅蓄电池充、放电反应原理如图所示。当接通用电器蓄电池放电时，正极板上的PbO2和负极板上的Pb都变成了PbSO4，电解液中的硫酸减少，水增多。充电时，正负极板上的PbSO4分别恢复成原来的PbO2和Pb，电解液中的水减少，硫酸增多。任务蓄电池的认知知识链接六、免维护蓄电池免维护蓄电池又称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。免维护蓄电池具有如下特点：

①栅架材料采用铅钙合金，既提高了栅架的机械强度，又减少了蓄电池的耗水量和自放电。

②采用了袋式微孔聚氯乙烯隔板，将正极板装在隔板袋内，既可避免正极板上的活性物质脱落，又能防止极板短路。因此壳体底部不需要凸起的肋条，降低了极板组的高度，增大了极板上方的容积，使电解液贮存量增多。任务蓄电池的认知知识链接