搜索
课题一电源系统任务一蓄电池的结构任务二蓄电池的工作原理任务三蓄电池的使用与维护任务四交流发电机的构造任务五交流发电机的工作原理任务六交流发电机的检查与维护任务七常见车型电源系统的工作原理返回任务一蓄电池的结构汽车蓄电池的主要用途是为启动发动机和汽车电器用电需求超出发电机输出能力时供电。与此同时，它也对整个电气系统起到稳压作用。蓄电池一般由壳体、栅架(正负极板)、隔板、电解液、联条和极桩等组成如图1-1所示。1.壳体蓄电池的外壳是用来盛放电解液、栅架组及隔板的箱体。大多数汽车蓄电池壳体是由聚丙烯材料制成，它耐酸、耐高温、耐寒、杭振，并具有足够的机械强度。一般的，蓄电池箱体内有六个单电池(12v蓄电池)，每个单电池都有正极板和负极板。图1-2所示为典型的蓄电池壳体。下一页返回任务一蓄电池的结构2.栅架(正极板、负极板)蓄电池的每块正极板和负极板都是构建在框架或栅架上，栅架的主要材料是铅栅架上附有活性物质就成了极板。栅架对活性物质起支撑作用，见图1-3所示。正极板:在栅架表面附着有过氧化物就是正极板，呈暗褐色。负极板:在栅架表面附着有纯的多孔铅(称为海绵铅)就是负极板，呈青灰色。3.隔离板隔离板(简称隔板)是为了防止正负极板靠在一起而造成短路，如图1-4所示。上一页下一页返回任务一蓄电池的结构隔板材料需具有多孔性和渗透性的特点，且具有良好的耐酸性和抗氧化性。常见的隔板有木质隔板、微孔橡胶隔板、微孔塑料隔板、玻璃纤维隔板和纸板等。4.电解液汽车蓄电池中使用的电解液是用36%的硫酸和64%的蒸馏水混合配制而成的。电解液的密度一般为1.24~13g/cm3,一般地，在不同气温下电解液密度要求也不尽相同，可参考表1-1(在25℃下完全充足电的蓄电池)。上一页下一页返回任务一蓄电池的结构5.联条联条是用于串联单体电池，以提高整个蓄电池的端电压。常见蓄电池联条的串联方式一般是外露式，而新型蓄电池联条的串联方式是采用穿壁式或跨接式结构(在电池内部)，几种方式如图1-5所示。6.极桩常见极桩有L形和锥台形的，如图1-6所示。锥台形极桩是蓄电池装配后再铸上的，L形极桩是装配后焊接上去的。正负极桩区分方法：极桩的上方或旁边标刻有“+’’(或P),“﹣”(或N)标记；在极桩附近涂有颜色(红色为正极，蓝色为负极)；利用数字式万用表（读书为负值，则红表笔对应的极桩为蓄电池的负极，黑表笔对应的极桩为正极；反之，读书为正值，红表笔对应的极桩为正极，黑表笔对应的极桩为负极。）上一页返回任务二蓄电池的工作原理蓄电池充放电过程(即它的工作过程)就是化学能与电能相互转化的过程:当蓄电池向外供电时，将化学能转化为电能，称为放电;当蓄电池与外部直流电源相连进行充电时，将电能转化为化学能，称为充电。1.放电过程在放电过程中，正极板上的氧化铅(PbO2)与电解液中的SO4结合形成硫酸铅(PbSO4)，同时，释放出的O2在电解液中形成H2O(水)。负极板上的铅(Pb)也与电解液中的SO4结合形成硫酸铅(PbSO4)，如图1-7所示。下一页返回任务二蓄电池的工作原理2.完全放电状态由上述放电化学反应式可知:蓄电池完全放电后，正极板和负极板生成硫酸铅(PbSO4)，电解液也变成了水(H2O)。一般地，蓄电池不可能完全达到100%的放电状态。而在蓄电池放电后，极板和电解液都接近不活跃状态。完全放电后的电解液大部分为水，在0℃以下会有结冰的危险。3.充电过程上一页下一页返回任务二蓄电池的工作原理在充电过程中，硫酸根离子从正极板和负极板中脱离返回到电解液中，变成标准强度的硫酸溶液。正极板还原为氧化铅(PbO2)，负极板也还原为纯铅(Pb)，电解液转变成H2SO4，如图1-8所示。4、过充电当充电接近结束时，极板上的PbSO4已基本转化完毕，电解液中的水电离出的氢离子和氢氧根离子分别云集在负极板和正极板的周围，氢离子得到电子变为氢气逸出，氢氧根离子失去电子变为氧气逸出，即电解水。上一页返回任务二蓄电池的工作原理危害：过充电时电解水产生大量气体（H2和O2），冲击极板；电解液中的水减少；H2和O2遇到明火会燃烧甚至爆炸（氢气在空气中的体积浓度在4.1%～74.2%之间时，遇火源就会爆炸，而当氢气浓度小于4.1%或大于74.2%时，即使遇到火源，也不会爆炸）上一页返回任务三蓄电池的使用与维护一、辨别蓄电池的型号蓄电池的型号是根据标准JB/T2599-1993的规定制定的。蓄电池产品型号分为三部分，如图1-9所示，其排列及含义如下所示:第一部分第一部分表示串联的单格蓄电池数，用阿拉伯数字表示，其额定电压为这个数字的2倍。第二部分第二部分表示蓄电池的类型和特征，用两个汉语拼音字母表示。如第一个字母是Q表示启动用铅蓄电池，M表示摩托车用。第二个字母为蓄电池的特征代号，无字母表示普通式铅蓄电池。下一页返回任务三蓄电池的使用与维护第三部分第三部分表示蓄电池额定容量和特殊性能我国目前规定采用20h放电率的额定容量，单位为A·h，用数字表示，特殊性能用字母表示:G—表示高启动率;S—表示塑料槽;D—表示低温启动性能好。二、蓄电池正负极的识别和充电充电是蓄电池使用过程中的一个重要环节。上一页下一页返回任务三蓄电池的使用与维护对于新启用的蓄电池或修复的蓄电池，在使用前必须进行初次充电(激活);使用中的蓄电池也需要进行补充充电，特别是在汽车充电系统发生故障而导致蓄电池充电不足的情况下;在存放期中，3个月要进行一次放电、充电循环处理维护，以保持蓄电池一定的容量，延长其使用寿命。1.蓄电池正负极的识别充电时应将蓄电池的正、负极与对应的充电动机的正负极相连。若极性接反，会造成蓄电池的损坏。一般地，蓄电池的正、负极或周围都分别标有“+’’、“﹣”记号，或正极桩上涂红色，负极桩上涂其他颜色。若标记模糊不清，则可用下述方法进行识别。上一页下一页返回任务三蓄电池的使用与维护方法一观察极桩的颜色，使用过的蓄电池正极桩呈深棕色，负极桩呈淡灰色。方法二用直流电压表接蓄电池的两极，按照指针偏摆方向判断其正、负极。当指针偏摆正常时，红表棒对应的为正极，黑表棒对应的为负极。方法三利用电解液进行识别，将蓄电池的两极接上导线，插入电解液中，导线周围产生气泡多为负极。方法四利用数字式万用表（读书为负值，则红表笔对应的极桩为蓄电池的负极，黑表笔对应的极桩为正极；反之，读书为正值，红表笔对应的极桩为正极，黑表笔对应的极桩为负极。）2.蓄电池的充电蓄电池常见的充电方法有三种:定压充电、定流充电和脉冲充电。上一页下一页返回任务三蓄电池的使用与维护(1)定压充电始终保持充电过程中充电电压不变的充电方法称为定压充电法。采用这一方法时，要求各支路蓄电池的额定电压必须相等，容量也要一样。定压充电蓄电池的连接方式如图1-10所示。定压充电的充电电压一般按单体电池电压的2.5倍选用，即6V蓄电池的充电电压为7.5V,12V蓄电池的充电电压为不大于15V。在定压充电初期，充电电流较大，4～5h内即可达到额定容量的90％～95％，因而充电时间较短，而且不需要照管和调整充电电流，适用于补充充电。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(2)定流充电保持充电过程中，使充电电流(一般蓄电池容量的0.1倍以下，如60A·h的蓄电池不大于6A)恒定的充电方法称为定流充电。上一页下一页返回任务三蓄电池的使用与维护使用定流充电方法时，被充电的蓄电池不论是6V还是12V，均可串联在一起进行充电，见图1-11。串联的蓄电池的容量应尽可能相同，如不相同，充电电流是用小容量的蓄电池算。当小容量的蓄电池充足电后，应从充电电路中去掉，再继续给其他大容量的蓄电池充电。优点：可以选择充电电流，适用于初充电、补充充电、去硫充电，有利于延长蓄电池的使用寿命。(3)脉冲充电利用脉冲充电可实现快速充电。脉冲快速充电的电流波形如图1-12所示。脉冲快速充电的整个过程由脉冲充电控制电路进行自动控制，其具体过程如下所述。步骤一上一页下一页返回任务三蓄电池的使用与维护充电初始阶段采用大电流充电(相当于额定容量的0.8~1倍的电流)，使蓄电池在短时间内达到额定容量的60%左右。当单体电压上升到2.4V且电解液开始电解而冒气泡时，控制电路使大电流充电停止。步骤二先停止充电24~30ms(称前停充)，接着再放电或反充电，使蓄电池反向通过一个较大的脉冲电流，以消除极板孔隙中形成的气泡，然后再停止放电25ms(称后停充)。步骤三进行循环脉冲充电。其循环充电过程是:正脉冲充电→前停充→负脉冲瞬间放电→后停充→正脉冲充电，直至充足。上一页下一页返回任务三蓄电池的使用与维护脉冲快速充电的特点①充电时间短。初充电一般不超过5h，补充充电只需0.5~1.5h。②具有显著的去硫化作用、③节能消耗电能一般为常规充电的80%~85%.④增加蓄电池的容量因为脉冲快速充电能消除极化，所以充电时化学反应充分，加深了反应深度，使蓄电池容量有所增加。⑤对蓄电池的寿命有一定影响，仍需进一步改进。通常情况下，经快速充电的蓄电池只是提高了充电容量，并未充足电。如果想充足，还需要用小电流或正常充电电流进行最后的充电。上一页下一页返回任务三蓄电池的使用与维护3、蓄电池的拆装方法拆卸方法：将点火开关置于断开（OFF）位置，使用电设备与电源断开，然后才能拆卸。拆卸时，应先拆负极桩上的搭铁线，后拆正极桩上的导线。安装方法：安装顺序与拆卸顺序相反。安装时应先安装正极桩上的导线，后安装负极桩上的搭铁线。安装后用锂基极压润滑脂（黄油、润滑脂）或者用汽车蓄电池桩头保护剂保护蓄电池桩头。（防氧化保护，使蓄电池桩头免遭水汽，酸，盐等物质的侵蚀，防止瞬间阻抗和电压下降，改善触点性能，延长电瓶的使用寿命）上一页下一页返回任务三蓄电池的使用与维护4、充电种类初充电（普通蓄电池）、补充充电、间歇过充电、循环锻炼充电、去硫化充电初充电（普通蓄电池）步骤：加电解液——接线——选电流大小——充电开始——充好电的蓄电池检查1）加注电解液：①密度符合规定，②液面高度符合要求。2）选择充电电流：①第一阶段IC=C20/15（A），当电解液开始冒气泡，且单格电池电压上升到2.4V,进入第二阶段；②第二阶段，IC=C20/30（A）。3）接线上一页下一页返回任务三蓄电池的使用与维护4）充电过程中应注意问题：①旋开加液孔；②经常观察充电电流，及时调整；③每隔2-3h应测量一次电压和密度，及时转为第二阶段；经常测量温度，控制不高于45℃；补充充电蓄电池有电量不足的现象时应补充充电，发现下列情况之一应补充充电：1）电解液密度下降到1.15g/cm3以下时2）冬季放电超过25%时,夏季超过50％时3）前照灯灯光暗淡，表示电力不足时4）起动无力时（非机械故障）蓄电池补充充电电流的选择：①第一阶段IC=C20/10（A）；②第二阶段IC=C20/20（A）。上一页下一页返回任务三蓄电池的使用与维护间歇过充电（每3个月进行一次）目的：避免使用中蓄电池硫化。方法：先把蓄电池充足电，然后停歇1小时，以小电流(1/2)在进行过充电，2小时左右。如此反复，直至一接入电源就沸腾为止。循环锻炼充电（每隔3个月应进行一次）方法是：将蓄电池完全充足电后，按20h率放电，再充电反复进行直至容量达到额定容量的90％即可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）将蓄电池按20h率放完电。上一页下一页返回任务三蓄电池的使用与维护2）倒出电解液，加入蒸馏水冲洗两次，在加入蒸馏水，用IC=C20/30（A）的电流进行充电，当密度上升到1.15g/cm3时，到处电解液，再加蒸馏水继续充电，如此反复，直至密度不上升为止。3）加入正常密度的电解液，按初充电方法进将蓄电池充足电4）以20h率放电，检查容量，输出容量达到额定容量的80%以上，即可使用。上一页下一页返回任务三蓄电池的使用与维护三、蓄电池的检测1.检查电解液的液面高度常