【汽车蓄电池的维护与故障分析7100字（论文）】

汽车蓄电池的维护与故障分析摘要：汽车在当前时代已经成为一个最为普遍的交通工具，逐渐成为人们日常生活中的重要一部分。也正是由于其高频率、高负荷运转也使得汽车经常出现各类问题，而在其中汽车蓄电池问题便是其中高频问题之一。如今虽然说蓄电池技术成熟，维护方便，应用广泛。但是，蓄电池在使用过程中仍然会出现一些故障，严重的情况下会危及生命财产安全。分析不同类型故障产生的原因，解决问题是保证蓄电池使用功能，提高蓄电池使用寿命的关键。要想有效延长蓄电池寿命，就要做好蓄电池的日常维护工作。基于此背景，本文汽车蓄电池常见故障进行分析，最后提出解决方案，以此提高蓄电池的保养能力，提高蓄电池使用寿命。关键词：蓄电池故障现象电池维护目录TOC\o"1-3"\h\u1.引言 12.蓄电池的分类与功用 12.1蓄电池的分类 12.2蓄电池的功用 23.蓄电池的结构及工作原理 33.1蓄电池的结构 33.2蓄电池的工作原理 54.蓄电池的常见故障及原因分析 54.1蓄电池的外部故障 54.2蓄电池的内部故障 64.3其他类型故障 85.汽车蓄电池的维护与保养 85.1蓄电池的维护事项 85.2蓄电池的使用与保养 11结论 12参考文献 131.引言由于国民经济的迅速发展，汽车产量逐年提高，车辆技术和功能不断完善和更新，也与此同时使得汽车使用的先进技术越来越多，从而带来了汽车零部件的维修也愈发困难，其中对于汽车蓄电池的保养维修便是汽车行业发展中的焦点问题之一。随着当前蓄电池技术成熟，维护方便，应用广泛。但是，蓄电池在使用过程中仍然会出现一些故障，严重的情况下会危及生命财产安全。分析不同类型故障产生的原因，解决问题是保证蓄电池使用功能，提高蓄电池使用寿命的关键。因此，蓄电池组的稳定性和可靠性，以及在放电过程中能够提供预期的容量，对于确保能源系统的安全运行至关重要。2.蓄电池的分类与功用2.1蓄电池的分类人们最常见的车用蓄电池类型大致包括三种：普通蓄电池、干荷蓄电池和免维护蓄电池。（1）普通蓄电池：普通蓄动力电池的极板主要是由铅和铅的氧化剂构成，电解质溶液则是硫酸溶液。其主要优势是电压比较平稳，且价格相对低廉。主要劣势则是电能密度低，使用寿命较短，且日常维修繁琐。图2.1普通蓄电池（2）干荷蓄电池：干荷蓄电池的最大优点就是负极板上具有很大的贮电容量，在完全干涸的情况下，所获得的电能可以贮存二年。使用后，只需加入电解液并等待约20-30分钟即可。图2.2干荷蓄电池（3）免维护蓄电池：免维护电瓶因为它本身的构造优势，所损耗的电解液也很少，在寿命阶段基本不需补给蒸馏水。它还兼具了耐撞击、耐热、容积小、自放电性小等优点。通常，使用期限约为常规电池的二倍。图2.3免维护蓄电池2.2蓄电池的功用车辆上装有蓄电池和发电机两种直流电源，两种供电方式并联，全车的所有供电装置均是并联。图2.4汽车动力结构图（1）在发动机起动时，向起动电机、点火系统以及其他设备供电。另外，当发动机没有运转或者发电系统输出无法满足用电器功率时，蓄电池可以在一定时间内为用电设备补电。（2）蓄电池与很多用电器相关，如大灯、照明、雨刮器、音响、导航等。蓄电池可以稳定这些用电器的电压，避免电压波动造成工作异常或损坏。（3）当发动机没有运转时，车上所有电器的电源都由蓄电池提供。当发动机处于低速、怠速，且发电系统的输出不能满足用电器功率时，蓄电池将协助发电机为用电器补电。（4）蓄电池相当于一个大电容器，它可以随时将发电机产生的过电压吸收掉，起到保护晶体管、延长其使用寿命的作用。3.蓄电池的结构及工作原理3.1蓄电池的结构铅酸蓄电池，是将二组的铅极板置入装满稀硫酸的容器中产生的电力贮存设备。动力电池通常由六个单体动力电池并联而成，通常由极板、隔板、电解液、壳体等所构成。图3.1蓄电池结构图(1）极板极板材料是蓄电池的基础组成部分，当蓄电池完全充满，放电化学反应主要通过极板活性材料的电解液。该板包括正极和负板，由网格结构的化学活性化合物所构成。格栅一般为铅锑合金压铸而成，有优异的导电能力，抗腐蚀强度和一定的机械刚度。为了增大蓄电池的容量，需要把正、负极板分别焊成极板组，且负极板组比正极板组多一片。图3.2电池极板(2）隔板隔板的作用是在未出现故障电压的条件下尽可能地使正负极板保持在一起，减小电池的容量，避免极板变形和活性材料剥落。分离器采用微孔材料构成，微孔材料便于电解液渗入，同时具备优异的抗酸性和抗氧化特性。隔板的体积比板稍大，一侧有一个纵向凹槽。考虑到正极板在充放电的过程中化学反应比较剧烈，且电解质水溶液的流速也较大，因此装配时带槽电话电脑分离器的一面应该面朝正极板，槽垂直于壳体底面。水槽内使电解液上下流通，气泡沿槽上升，所排出的活性化合物也随槽而沉淀。(3）电解质电解液由纯净硫酸与蒸馏水按一定比例配制而成。其密度大小可用密度计测量，一般为1.23～1.30g／cm3之间。在高能量的化学能变换过程即脉冲和释能后的电力化学反应中起导电作用，并参加了电池内的化学反应。(4）外壳外壳是一个容器，里面装满了电解质液、极板组和隔墙板。蓄电池外壳用橡胶或塑料制成整体，用以储存电解液和支撑极板。相邻两单格之间有隔壁，把每个外壳分成三个或六个单格。在每个单元的极板的下方做了一块垫子，用来架起极板组，让其底部有适当的空隙成为水槽，以收容容易脱落的活性物料。避免因堆叠接触板，而引起的短路。(5）蓄电池盖蓄电池罩通常由坚硬橡皮或工程塑胶压缩而成。有一组单格一组动力电池罩的，也有各单格共用一组整体型动力电池罩的。单电池盖子上有三个孔，中间的大孔为注入孔，用来把电解质溶液提升至单电池上，用螺丝扣在口中，然后旋转进入注入液的口盖；另外二个小孔也可用来伸出极柱，空气或水嵌入铅锑合金盖，并使用胶密封，以避免电解质溶剂溢出，而带有合金盖的极柱则需要在封盖后和合金盖子整体融合。(6）其他其他配件还有保护板，链条，封料以及注液口盖。3.2蓄电池的工作原理蓄电池中的主要成分是正极的二氧化铅，负极的海绵状铅和浓度为27%-37%的稀释硫酸水溶液。传统车上，车辆装有蓄电池和发电机两个供电部件，车上所有的用电设备均与这两个供电部件并联。即充电是储存电能，放电是化学能转化为电能并释放出来。蓄电池由正极板、负极板、玻璃纤维隔板、电解质和电解质蓄电池组成。当发动机运行的时候，车载用电设备主要由发电机供电。在充电过程中主要有三个阶段：高效充电阶段、混合反应阶段和气相沉积阶段。（1）高效充电阶段：在充电开始时，蓄电池充电速度最大，接近100%。充电速度是充电过程中转换的化学能与充电器消耗的电能之比。当电解液开始连续起泡时，可改变充电方式继续充电，以减少对蓄电池寿命的负面影响。（2）混合反应阶段：随着充电过程的继续，充电的主反应和电解水的二次反应同时进行。在这个过程中，蓄电池的充电速度不断下降。（3）放电阶段：正极板具有正电位，约为2.0V；负极板具有负电位，约为－0.1V，正负两极之间就存在2.1V的电压。当电池外围行车电路回路时，在电压的作用下电流从正极流向负极，此时正极和负极的活性物质不断与电解液发生化学反应，正负极上的铅逐渐转变为硫酸铅，电压也逐渐降低。4.蓄电池的常见故障及原因分析蓄电池的实际应用中所发生的故障，除了由于材质和制作工艺等方面的因素以外，还有在许多情形下由于操作和使用方式不当所引起的，因此铅酸蓄电池的常见故障分为外部故障和内部故障两大类｡4.1蓄电池的外部故障蓄电池的常见外部故障有以下三种｡（1）外壳裂损机壳裂损是最重大的破坏性故障之一。当车辆在行驶过程中引起剧烈振动时，由于铅酸蓄电池的过热、压强过大，以及电解液冻结膨胀均会使铅酸蓄电池外壳断裂或受损。因此针对此类故障，可以及时地从车辆电瓶中提取修复或报废。（2）封口料破裂和极柱松动蓄电池封口料破裂损坏的原因和外壳破裂的原因一样，而电极松动的原因则是在拆开和安装导线，以及检测触点时的用力过大。如果密封材料出现轻微断裂的电池，可以用电烙铁或电铁棒密封修复；如果密封材料严重断裂、破损或松动，需拆除并进行更新。（3）连接条或极柱腐蚀或烧损接线条或极杆生锈的最主要原因，是由于使用过蓄电池的接线条和极杆都没涂上防腐剂；电池罩顶部，剩余的电解质溶液并不消除；活导线、负荷引线与接线柱以及异型接线柱之间有短接。若连接件及杆柱有轻度锈蚀，可清除或涂凡士林油，以免再次氧化；如连接条或连接杆锈蚀严重时，可直接就地连接；如连接条或连接杆生锈和烧损严重时，可拆下进行替换。4.2蓄电池的内部故障蓄电池的内部故障，主要有极板硫化、自行放电、极板活性物剥落、极板短路和电解液液面过低等｡（1）极板硫化蓄电池极板硫化是电瓶中最常用的故障，称为硫化就是指在极板上形成坚固、不溶的粗细颗粒硫酸铅，在常规充电操作时限内无法修复。蓄电池的极板硫化后，电池内阻上升，容量和启动性能降低，充放电特性如下：初放电时端子电流降低得较快，再充满时电压上升得较快，同时水温又很快提高，由于过早发生了沸腾现象，电解质溶液的密度提高得更慢，也达不到规定的数值。故障主要原因：1）蓄电池长时间亏电操作.2）蓄动力电池液面不足.3）电解质密度不足.（2）自行放电当电池不能工作时，电池功率将下降或熄灭的情况叫自放电。但当电池充够电后，在一个小时后其容量每天昼夜减少了百分之三以上，因此称为故障型的自放电。故障主要原因：1）由于蓄动力电池长时间贮存，生成硫酸沉淀，使极板上的部分出现电位差，从而生成自放电反应。燃料电池中泄漏的电解液覆盖在电池盖的表层上，与正负极性之间构成通道。2）由于电解质溶液的不纯，电池实板不纯，杂质在板间形成了电位差，不同的物质附着在板上，部分释能由电解液中形成。3）燃料电池极板的活性材料大量剥落，在底部过量沉积引起极板短路，蓄电池电解质上下分层产生自释放。（3）活性物质早期脱落蓄电池的电解液较浑浊或出现黄褐色，同时其容量明显不足，这是活性化合物脱落的迹象。故障主要原因：1）蓄动力电池的负极板容易受冻。因为蓄电池制造厂通常使用热循环干燥，故必须先晾干极板外表面层中的活力产物，接着晾干内部的活力产物。该种风干方式的好处在于，在潮湿条件下，极板水分的挥发较慢，活性物与自身表面紧密融合，活性物能与极板注射点紧密融合。但该种风干方式也有弊端：由于风干时间过长，负极板表面海绵状的纯铅往往无法风干、渗透和保持水分。冬季时空气比较寒冷，而蓄电池板和电瓶之间的温度非常低，因此干燥而可渗透的负极板并不会结冰。2）在采用蓄燃料电池时加注的电解密度偏高。一些人在为电解液充电时，常常只关心电解液密值，却忽视了所规定的相应标准温度。特别是在冬季和夏季，对于充电电解液时的温度密度应该遵守说明书的规定。3）大电流过充，无论是低温大电流放电，还是行驶中过度碰撞振动，都会加速活性物质的脱落。（4）极板短路极板短路现象为：充满时极板温度急剧增高，充满结束时气泡较小，而电流和密度的增加相对缓慢；通过高速放电计检测二端的电流，终端电压将非常低并迅速降到零。隔板品质不好或损坏正负极板接触和短路故障；活性化合物在动力电池下部沉淀较多，金属导电材料掉入正负极板里面，导致动力电池内侧极板短路故障。有极板短路故障的蓄能池就应该拆卸，以查明病因并清除。（5）电解液液面过低当检查蓄电池电解液耗尽过大时，先查看电瓶螺栓是否有裂纹，加注口盖是否拧紧，密封胶是否有裂痕，最后检查一下气体调节器。如果极限电流太高，可引起充电电流过大，并同时伴有灯泡损坏的问题。一旦蓄电池外壳断裂或密封胶破损，可根据上述说明实施应急修理。一旦调节器极限电流太高，则必须进行调节，并在正确调节后往电瓶内加注蒸馏水，由于电解质溶液蒸发掉的只是水，并没有硫酸。4.3其他类型故障（1）漏液在发生漏液时，会发生以下现象：池壳、池盖或端子没有造成明显的冲击、跌落或挤压，但蓄电池漏电；用户行为导致蓄电池损坏。如果发生漏液，会出现以下现象：蓄电池容量明显下降；新蓄电池充满液体后，开路电压仅约8V（闭合良好，不超过存储器）；蓄电池正常使用一段时间后，蓄电池极性反转（过度放电导致一个单体蓄电池100%放电后被其他单体蓄电池再次充电）；正负极变成相反的颜色（装配问题）；正负极母线和极板颜色相反（用户在充电时错误地连接了蓄电池的极性）。（2）注液不当充满电后，电解液比重过高或过低，用户反映蓄电池存不了电。通常会出现以下现象：注入液比重高；在使用过程中，液体的液位会下降。当电解液水平过低时，电极上部与空气接触进行氧化，电解液与氧化部分接触形成不溶的大颗粒硫酸铅。5.汽车蓄电池的维护与保养5.1蓄电池的维护事项5.1.1蓄电池及配件清洗如果电瓶外壳和托架必须清洁，按下列方法进行清洁：清理电瓶后，首先从上面拆下电瓶，如图1-1所示的苏打凝胶体清洗整个外壳，接着用预制混凝土清洗蓄电池用毛巾擦拭。图5.1蓄电池清洗方法（一）图1-1中所示为清洗的蓄电池架，在清洁之前可先用小锤刀刮净厚腐蚀物质，接着用苏长水溶液冲洗，然后再加水冲洗并晾干。托架经过晾干后，漆上防腐漆。如果极桩和电缆的卡子必须清洁时，按下列步骤进行清洁：或先用苏长水溶液清洁，然后再用专门的清洗工具加以清洁。冲洗后，在电缆卡子上涂上凡士林水或润滑油等防止腐蚀。注意在电瓶及配件冲洗前，要拧紧加液孔盖，以避免苏打溶液直接流入电瓶内。如图1-2所示。图5.2蓄电池清洗方法（二）5.1.2电解液液面高度的检查图1-3中所示为对电解液的液面高度检测方式，为玻璃管观察测量法。查看或检测的电解液液面，应在电瓶外包装上、下液面线范围之内。图5.3电解液液面高度检查当电解液液面过低时，就应该再加注蒸馏水，以恢复的液面标高。除非已确知电解液溅出，否则不得加入硫酸水溶液。5.1.3蓄电池电解液密度的检查电瓶也要定期检测电解液的相应密度，一般车辆电瓶每行驶（6000-7500)km时，要检测电解液的相应密度。图1-4是用吸式密度计测出电解液密度。图5.4蓄电池电解液密度检查在充放电的过程中，由于电解液压力相应改变，所以透过测定电解质密度即可确定蓄动力电池的充分释放水平。我们可参照表2-1中的资料，透过计算电解液压力来判断蓄电池故障。表5.1蓄电池的充电程度与电解液相对密度5.1.4蓄电池放电程度的检查蓄电池的释放程度可用高率电池释放计测试，对各种科技状况良好的蓄动力电池，在以正常启动电压或规范的释放电压持续释放十五秒后，测试电压可不小于规范值。它也可以如表二负二所示通过测试电压诊断蓄电池故障。表5.2测量电压判断和处理蓄电池故障5.2蓄电池的使用与保养5.2.1检查充电电压对于浮动充电的检测过程，不仅要参考监测模块的实际参数，还要根据万用表的测量标准，也要避免实际数据与实测数据之间的微小差异。此外，一般检测采用遥感方法，即在电压值异常时进行预警，提醒相关人员进行维护。此外，蓄电池在运行过程中由于水分的快速流失，会使酸性密度增加，导致浮充电电压和开路电压不稳定。因此，有必要从开路电压试验中选取接近的数据，简单地评估蓄电池的内部酸度，然后评估浮充电压是否需要调节。5.2.2控制放电深度当放电率大于40%时，a-pb02参与整个反应过程，成为i3-pb02。第一个含量的减少需要降低正极板的强度和蓄电池寿命。此外，由于木材得率低、压力高，大多数厂家会选择改造工艺，同时也降低了a-pb02的含量。因此，应检查深放电的频率，以避免任何过量放电试验。在停电的情况下，备用蓄电池应立即使用和深度放电不得超过40%。5.2.3正确配置容量汽车一般选用容量较大的蓄电池，在突然停电后可以支持一定时间的电力。此外，大容量蓄电池的特点是负载电流是一个微放电过程。因此，工作时间的增加意味着微量电流应该用于长期放电和放电过程也将导致a-Pb02的损失和减少使用周期，因此必须确保蓄电池容量的配置科学，不能滥用获得蓄电池容量。5.2.4均衡充电所谓平衡充电，即平衡电池特性下的充电，是指在动力电池的实际应用过程中，由于动力电池的个体差异、环境温度不同等因素导致电池端电压不均匀，为防止这个不均匀方向的变化，就必须增加电池组的充电压力，对动力电池进行活化充电。每年按照日常统计的资金情况及实际施工状况，进行一次均衡充电。5.2.5使用环境蓄电池要放置在远离热源和最容易产生火点的地方，应该在较洁净的环境中使用。一般建议电池温度为十五℃或三十五℃左右，但最好配置空调，并控制温度在二十五℃以下。受潮、流通不畅、阳光暴晒等条件必