《新能源汽车电气设备》课件-2.蓄电池

蓄电池认识《汽车电气设备原理与检修》蓄电池——蓄电池认识汽车蓄电池蓄电池是一种可逆的直流电源，向用电设备供电时，将化学能转化为电能；外电源对蓄电池充电时，将电能转化为化学能。汽车蓄电池属于起动型蓄电池，能在短时间（5s～10s）内向起动机提供大电流，汽油机起动电流为200A～600A，柴油机起动电流可达1000A。蓄电池的作用：发动机起动时，向起动机和点火系供电；在发电机不发电或电压较低时，向用电设备供电；当用电设备同时接入较多发电机超载时，协助发电机供电；蓄电池存电不足，而发电机负载又较少时，将发电机的电能转变为化学能储存起来（充电）。蓄电池相当于一个大容量电容器，起到了整车电气系统电压稳定器的作用，能够缓和电气系统中的冲击电压，保护汽车上的电子设备。奥迪A7蓄电池奥迪Q7蓄电池奥迪A3蓄电池发动机舱驾驶员座椅下方后备箱备胎支架下方看“+”、“-”标志看颜色：涂红色标记的为正极，涂蓝色标记的是负极。看粗细：极柱稍粗的为正极，极柱稍细的为负极。用万用表区分：数字万用表拨至直流电压档，用两表笔连接蓄电池两个极柱，若显示数据前有“-”号，那么红表笔连接的极柱是负极，黑表笔连接的极柱为正极。如果显示数据前没有“-”号，那么红表笔连接的极柱为正极，黑表笔连接的极柱为负极。蓄电池正负极的区分蓄电池的分类《汽车电气设备原理与检修》蓄电池——蓄电池认识汽车蓄电池加液孔盖和通气孔Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O放电充电充放电化学反应方程式：普通铅酸蓄电池补充蒸馏水2H2O

2H2↑+O2↑过充电过充电：普通铅酸蓄电池MF蓄电池即免维护蓄电池，是指在规定的运行条件下，使用期间不需要维护（即不需加水）的蓄电池。相比普通铅酸蓄电池具有使用中不需加水、自放电少、寿命长、接线柱腐蚀较小、起动性能好等优点。免维护蓄电池（Maintenace—Freebattery）免维护蓄电池的结构特点：极板栅架采用铅钙合金制作，可提高栅架的机械强度并减少蓄电池的自放电。采用袋式聚氯乙烯隔板，将其正极板装在隔板袋内，可避免极板短路和活性物质脱落。为了防止氧气、氢气垂直上溢，减小水分损失和活性物质脱落，极板组多采用紧装结构。采用新型安全通气装置和气体收集器，在通气塞中装有催化剂钯，可使氢气与氧气合成为水蒸气，同时设有集气室，可收集水蒸气和硫酸蒸气，待其冷却后变成液体重新流回电解液内。免维护蓄电池免维护电池内部设有温度补偿式密度计，可指示蓄电池的存电情况和电解液液面高低。指示器显示绿色表示蓄电池电充足；指示器显示黑色表示电解液密度低于标准值，应进行补充充电；指示器显示浅黄色，表示电解液液面过低，需更换蓄电池。免维护蓄电池

阀控式铅酸蓄电池是一种具有固化电解液的蓄电池，其基本特点是使用期间不用加酸加水维护，电池为密封结构，不会漏酸，也不会排酸雾。阀控式蓄电池（VALVE

REGULATED

LEAD

ACID

BATTERY，VRLA）阀控式铅酸蓄电池

电池盖上设有单向排气阀(也叫安全阀)，该阀的作用是当电池内部气体量超过一定值（通常用气压值表示），即当电池内部气压升高到一定值时，排气阀自动打开，排出气体，然后自动关阀，防止空气进入电池内部。阀控式铅酸蓄电池密封塞优点：免维护，因为不需要检查和加注电解液。缺点：在发生过充电时，过量的气体会通过排气减压阀排出；由于这部分液体无法重新得到补偿，因此可能会对蓄电池造成持续性的损坏；在充电时必须要使用带14.8V充电电压限制装置的蓄电池充电器。阀控式蓄电池（VALVE

REGULATED

LEAD

ACID

BATTERY，VRLA）增强富液式（EFB）蓄电池是指电池槽内除去极板、隔板及其他固体组装部件的剩余空间完全充满硫酸电解液（随不同类型电池电解液也会不同）的蓄电池，电解液处于富余过量状态，故被称为“富液式”电池。在电池标签上会有“EFB”字样。EFB蓄电池（Enhancedfloodedbattery）AGM铅酸蓄电池全称为“贫液阀控吸附式玻璃纤维棉隔板铅酸蓄电池”，其隔板采用吸附式超细玻璃棉材料制成。其极板不是浸泡在电解液中，而是将大部分电解液吸附在多孔的玻璃纤维隔板上，通过紧装配技术与电极接触。瓦尔塔AGM蓄电池AGM蓄电池（AbsorbentGlassMatBattery）AGM电池采取贫电液设计，电池内无流动的电解液，电池可以立放工作，也可以卧放工作。AGM蓄电池内部结构

同容量的情况下，AGM电池比EFB电池有更好的低温大电流放电性能（冷起动）、深放电循环寿命（充电和放电过程的次数）、充电接受能力、耐振性。同等容量下，AGM电池要比EFB电池重，成本约高出20％～50％。AGM蓄电池（AbsorbentGlassMatBattery）注意：这种蓄电池用一块盖板封闭。单格电池密封塞和排气通道都内置在蓄电池盖板中。AGM蓄电池不装配“魔术眼”，不需要纠正电解液液位，不允许打开AGM蓄电池。铅酸蓄电池的结构及原理《汽车电气设备原理与检修》蓄电池——铅酸蓄电池的结构与型号骆驼蓄电池的先进技术铅酸蓄电池是汽车电源的重要组成部分。各厂家生产的铅酸蓄电池原理基本一致，结构方面各有创新。12V的蓄电池由6个单格蓄电池串联而成，每个单格蓄电池的标称电压为2V，充满电时为2.1V。蓄电池主要由极板、隔板、外壳、电解液等组成。极板的结构1.极板与极板组蓄电池的极板分为正极板和负极板，它们都以铅—锑合金浇铸成的栅架为骨架，在栅架上填充活性物质制成极板。活性物质正极板上是深棕色的二氧化铅(PbO2)，负极板上是海绵状、青灰色的纯铅(Pb)。栅架

为了增大蓄电池的容量，一般将多片正极板和多片负极板分别组成极板组，每个正极板都处于两片负极板之间，使正极板两侧充、放电均匀。极板组1.极板与极板组2.隔板隔板装在正、负极板之间，起绝缘作用，以防止极板之间短路。隔板应具有多孔性，以便电解液的自由渗透。隔板采用耐酸性和抗碱性的微孔塑料、玻璃纤维、PE等材料制成。在免维护电池中，还将隔板做成袋状，紧包在正极板的外部，防止活性物质的脱落。隔板袋式隔板电解液不纯，密度过大，液面过低容易引起自行放电、极板硫化故障。电解液由纯硫酸与蒸馏水配制而成，密度一般为1.24g/cm3～1.31g/cm3。不同地区和气温下的电解液的密度（25℃）g/cm33.电解液最低温度t冬季夏季t<-40℃1.301.26-40～-30℃1.281.24-30～-20℃1.271.24-20～0℃1.261.23

0～70℃1.231.23壳体的底部有凸起的筋，用来支撑极板组，并使极板上脱落下来的活性物质落入凹槽中，防止极板短路。壳体由电池槽和电池盖组成，功能是盛装电解液和极板组。壳体采用耐酸、耐热和耐震的硬橡胶或聚丙稀塑料制成，壳体内分成６个互不相通的单格，每个单格内装有极板组和电解液组成一个单格蓄电池。4.壳体联条：加液孔：通气孔：5.其他零部件串联单个电池加注电解液和检测电解液密度，用加液孔盖密封。排放化学反应放出的气体，使用时，必须畅通。放电：将蓄电池与用电设备连通，蓄电池极板上的活性物质与电解液中的硫酸反应生成硫酸铅，在此过程中，蓄电池的化学能转化为电能向外输出，称为放电过程。当单格电池电压下降到放电终止电压值、电解液密度下降到最小许可值时标志蓄电池已放完电。Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O放电充电充电：将蓄电池的正负极分别与外界直流电源的正负极相连，当直流电源电压高于蓄电池电压时，电流从蓄电池的正极流入，负极流出，极板上的硫酸铅被还原成铅和二氧化铅，并生成硫酸，电能转化为化学能储存起来，称为充电过程。当蓄电池电解液密度和端电压上升至最大值，电解液呈“沸腾”状时，标志蓄电池已充满。若继续充电，将电解水产生氢气和氧气，这是电解液消耗过快的主要原因，其反应方程式为：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O放电充电2H2O

2H2↑+O2↑过充电蓄电池的充电方法与充电种类《汽车电气设备原理与检修》蓄电池——蓄电池的充电新蓄电池、使用中的蓄电池及修复后的蓄电池等，由于技术状况不同，采用的充电步骤和规范也各不同。

充电时，应将充电机的正负极分别接到蓄电池的正负极上，按照相应的充电规范选择充电电流和充电电压。蓄电池充电连接方式常用的充电方法有恒流充电、恒压充电和脉冲快速充电等三种。1.恒流充电恒流充电法是在充电过程中保持充电电流恒定不变的充电方法。此方法控制简单，但由于电池的可接受电流能力是随着充电过程的进行而逐渐下降的，到充电后期，充电电流多用于电解水，产生气体，使出气过甚，因此，常选用两阶段充电法。充电机蓄电池1蓄电池2蓄电池3可以将不同电压值、容量相近的蓄电池串联起来充电。如果容量不同，应按容量小的蓄电池来决定充电电流。1.恒流充电两阶段恒流充电的方法：充电电流的选择见下表。第一阶段，采用稍大的电流充电（初充电为（C20/15）A，补充充电为（C20/10）A），当单格电压上升到2.4V时，转入第二阶段，此时将电流减半后再充电，直到单格电压上升到2.7V，端电压和电解液密度在2-3小时内保持不变为止。

恒流充电的特点：恒流充电有较大的适应性，可以根据需要选择充电电流，但充电时间长，而且需要经常调节充电电流。一般适用于新蓄电池和故障修复蓄电池的初充电。充电种类第一阶段电流（A）第二阶段电流（A）初充电C20/15C20/30补充充电C20/10C20/20两阶段恒流充电法充电电流选择1.恒流充电2.恒压充电在充电过程中，始终保持充电电压恒定不变的充电方法称为“恒压充电”。恒压充电时，可以将相同电压值的蓄电池并联起来一起充电。蓄电池1蓄电池2蓄电池3充电机2.恒压充电恒压充电的方法：通常按照每个单格电池2.5V的标准选择充电电压。恒压充电的特点：恒压充电在充电初期，由于蓄电池的电动势较低，因而充电电流大；随着电动势的升高，充电电流逐渐减小，在接近充电终了时，充电电流已降低到很小值。充电过程中电解液无沸腾现象，可以减少水分的损失；在充电4～5小时后，量容可达90%～95%，缩短了充电的时间。恒压充电方法适用于蓄电池的补充充电，不适用于新蓄电池和故障蓄电池的初充电，汽车上发电机对蓄电池的充电为定压充电。3.脉冲快速充电脉冲快速充电电流波形如图所示。先用（0.8-1.0）C20的电流恒流充电至单格电池电压升至2.4V，开始冒气泡时，之后由充电机自动控制进入脉冲快速充电，首先停止充电25ms，之后反向充电，电流为1.5-2倍的正向电流，时间约为150-1000us，再停止充电40ms，之后循环进行直至充满电。脉冲快速充电，初充电只需5小时左右；补充充电大约需1小时左右。快速充电具有充电时间短、空气污染小的优点，适用于电池集中、充电频繁、要求应急的场合。脉冲快速充电电流波形常见的充电种类有：初充电补充充电间歇过充电锻炼循环充电去硫化充电1.初充电

新蓄电池和修复后的蓄电池的首次充电，称为初充电。初充电采用两阶段恒流充电方法，即第一阶段充电电流为C20/15，待电解液中有气泡冒出、单格电池电压达2.4V时转入第二阶段，将电流减小一半，直至蓄电池充足电为止。初充电的特点是充电电流小，充电时间较长。充电过程：①按照要求加注规定密度的电解液放置4～6h，调整液面高度至规定值。②将蓄电池的正、负极分别与充电机的正、负极相连。③选择合适的充电电流进行充电。当充电过程中电解液的温度超过40℃时应将电流减半，达45℃时应停止充电，待冷却至35℃以下时再充电。④充好电的蓄电池应调整电解液的密度和液面高度。1.初充电2.补充充电在用蓄电池出现以下情况时，应补充充电：①电解液相对密度降至1.15g/cm3以下时。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。④起动无力时。补充充电可以采用恒压充电、恒流充电、脉冲快速充电。采用两阶段恒流充电方法时，第一阶段充电电流为C20/10，待电解液中有气泡冒出、单格电池电压达2.4V时转入第二阶段，将电流减小一半，直至蓄电池充足电为止。3.间歇过充电在车上发电机的输出电压为14.4V，通常只能让蓄电池基本充满，而不能完全充足，蓄电池长期充电不足，尤其是温度变化较大时，会产生硫化故障。

间歇过充电的目的是预防硫化，通常每3个月进行1次。

充电方法：先按补充充电的方法将蓄电池充足电，停歇1h后再以减半的充电电流值进行过充电至沸腾，再停歇1h后重新接入充电，如此反复，直到蓄电池刚接入充电时立即沸腾为止。4.循环锻炼充电在车上蓄电池经常处于部分放电的状态，活性物质长时间不参与化学反应就会钝化收缩，导致蓄电池的容量降低。

循环锻炼充电的目的是防止极板钝化，通常每3个月进行1次。充电方法：先按照补充充电或间歇过充电方法将铅蓄电池充足电，再用20h放电率的电流连续放电至单格电池电压降为1.75V为止，其容量降低不得大于额定容量的10%，否则应进行充、放电循环，直至容量达到额定容量的90%为止方可使用。5.去硫化充电

蓄电池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的现象称为“硫酸铅硬化”，简称“硫化”。硫化的电池

输出容量会大幅降低。

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。5.去硫化充电充电过程：①将蓄电池按20小时放电率电流进行放电至放完电。②倒出电解液，用蒸馏水反复冲洗，再加入适量蒸馏水，用C20/30（A）的电流进行充电，当电解液密度达到1.15g/cm3时，再将电解液倒出，加入蒸馏水，继续充电，反复多次，直至电解液密度不再上升为止。③换用正常密度的电解液，按初充电方法充足电。用20小时放电率放电，检查容量，若其输出容量可达额定容量的80%以上，即则可使用，否则应更换蓄电池。蓄电池的正确使用与维护《汽车电气设备原理与检修》蓄电池——蓄电池的使用与维护新蓄电池的储存条件：室温保持5℃～30℃，室内干燥、清洁及通风良好。蓄电池要避免阳光直射，距离热源至少2m。蓄电池要避免与任何液体或有害气体接触。蓄电池不得倒置、卧放或叠放，不得承受重压，相邻蓄电池之间相距10cm以上。蓄电池的存放时间不得超过2年（自出厂之日算起）。蓄电池的储存暂时不用的蓄电池的储存为保持蓄电池正常的技术状态，可采用湿式储存法:先将蓄电池充足电，再将电解液密度调至1.24～1.28g/cm3，液面调至规定高度，然后将加液孔盖上的通气孔密封。断开蓄电池负极搭铁线，以防止由于附加电流泄放引起蓄电池放电。存放条件与新蓄电池相同，存放期不得超过半年，期间应定期检查，如容量降低25%，应立即补充充电，交付使用前也应先充足电。蓄电池的储存长期不用的电池的储存（停用期超过1年）：

采用干法储存。即先将充足电的铅蓄电池以20h放电率放完电，然后倒出电解液，用蒸馏水反复冲洗，直到水中无酸性，晾干后旋紧加液孔盖并密封通气孔。存放条件与新蓄电池相同。重新启用时，以新蓄电池对待。蓄电池的储存

普通铅酸蓄电池启用时，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。干荷电铅酸蓄电池在规定存放期（一般为两年）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。启用新蓄电池（1）拆装、移动蓄电池时，应轻搬轻放，严禁在地上拖曳。（2）安装前应检查待用蓄电池型号是否和本车型相符，电解液密度和高度是否符合规定。（3）安装时必须将蓄电池固定在托架上，塞好防振垫，以免汽车行驶时蓄电池在框架中振动。（4）极桩上应涂上凡士林或润滑油，以防腐防锈。极桩卡子应紧固，与极桩之间要接触良好。（5）蓄电池搭铁极性必须与发电机一致，不得接错。（6）接线时先接正极后接负极，拆线时相反，以防金属工具搭铁，造成蓄电池短路。蓄电池的拆装（1）经常保持蓄电池表面的清洁。发现表面有灰尘和酸液时，可用沾有苏打水的布擦拭，之后用清水冲洗干净。（2）保持排气栓通气良好。（3）按照规范进行蓄电池的充放电工作。严禁大电流放电和过量放电；充放电过程中，应开动通风装置排除酸雾，使室内空气较为清新，以减少酸性分子对人员和设备的侵蚀。（4）蓄电池应经常保持在充足电的状态。当冬季放电超过25％，夏季放电超过50％时，应及时补充充电。蓄电池的维护（5）蓄电池要安装牢靠，极柱与电缆卡头连接要可靠，若有氧化物和锈蚀要及时清除并涂抹凡士林油。（6）蓄电池在使用过程中应检查充电系统的电压（汽油车13.8—14.4V、柴油车27.6—28.8V）防止过充电或充电不足。（7）

对于普通的铅酸蓄电池，要定期检查并调整电解液液面高度；冬季向蓄电池内补加蒸馏水时，必须在蓄电池充电前进行；充电间里充电时应打开加液孔盖；应根据季节和地区的变化及时调整电解液的密度。蓄电池的维护(1)点火开关处于接通（ON）位置时，不能随便拆除蓄电池连接线。一旦蓄电池突然脱开，整个电气系统无法稳压，此时若发电机的负荷突然变小，发电机将产生很高的自感电动势，在电路内形成高电压，点火线圈的初级线圈在通断电瞬间也产生高达100V以上的脉冲电压，正常情况下，这些脉冲电压会被蓄电池吸收，若蓄电池突然脱开，这些脉冲电压就会对ECU等灵敏电子元件造成永久性的破坏。对电控汽车进行检修时，若要断开蓄电池，必须首先确认点火开关和其他所有的用电设备都已经断开，然后才能拆卸蓄电池的电缆线。另外，在断开蓄电池的负极电缆之前，不要进行任何电子元件的操作和更换。蓄电池使用注意事项

（2）先记录存储信息后再断开蓄电池未读取发动机电控单元（ECU）记录的故障码之前不能拆除蓄电池连接线，以防止ECU中存储的故障代码及有关资料信息丢失。另外，轿车的音响系统、防盗系统、电子时钟、电动座椅和电控座椅安全带收紧系统等都具有记忆功能。在拆卸蓄电池电缆之前，应该将所存储的密码做好记录，以便在维修工作结束后，重新进行设置。蓄电池使用注意事项（3）蓄电池电压一般不能全部加到电子元器件上由于ECU向许多电路提供恒定的5V左右的低电压，因此在检测电子元器件时，一般不能用蓄电池电压直接连接，否则电子元器件可能遭受损坏，并且由此引发系统性故障。（4）测试安全气囊系统必须在拆下蓄电池负极电缆20s后进行。这是因为安全气囊系统有备用电源，若拆下蓄电池负极电缆不到规定时间间隔就开始检修，容易引起安全气囊误爆而造成严重的事故。蓄电池使用注意事项（5）

断开蓄电池后发动机工作状况不如以前怎么办蓄电池断开又装复后，如果发动机的整体工作状况不如蓄电池断开以前，先不要匆匆忙忙更换零部件，因为这种情况可能是ECU的自适应功能记忆的信息，在蓄电池断开后被消除的缘故。如果是这样，发动机运转一段时间后，电控单元经过自适应，发动机工作不良的状况会逐渐自动消失。蓄电池使用注意事项静电流的概念及测试方法《汽车电气设备原理与检修》蓄电池——静电流

在现代汽车上，当汽车点火开关处于OFF位及所有电器开关都断开以