汽车电器设备与维修

书名：汽车电器设备与维修第2版ISBN：978-7-111-48363-2作者：毛峰出版社：机械工业出版社本书配有电子课件项目2汽车蓄电池的使用与维护知识目标1）了解蓄电池的结构、工作原理及蓄电池的作用。2）了解蓄电池的容量及影响因素。3）掌握蓄电池的使用注意事项技能目标1）能正确为车辆选用蓄电池。2）能正确对蓄电池进行维护。任务1蓄电池的技术状况检测•一、蓄电池的作用•1)在发动机起动时，给起动机提供大电流，同时向点火系统、燃油•系统及其他用电设备供电。•2)在发电机不发电时向用电设备供电。•3)当取下汽车钥匙时，由蓄电池向时钟、发动机及车身ECU存储器、•电子音响系统及防盗报警系统等供电。•4）当发电机超载时，协助发电机供电。•5)当发电机发电时，将发电机的电能转变为化学能储存起来。•6）蓄电池相当于一个大容量电容器。二、铅蓄电池的构造图2-1蓄电池的构造1-极桩2-起动电缆3-单格电池4-联条5-外壳6-加液孔盖•1.极板•极板分为正极板和负极板两种，均由栅架和填充在其上的活性物质构成。•正极板上的活性物质是二氧化铅(PbO2)，呈深棕色。•负极板上的活性物质是海绵状纯铅(Pb)，呈青灰色。注意:正负极板均做成极板组,以提高容量，负极板组的片数比正极板组的片数多一片。图2-2极板1-栅架2-活性物质图2-3单格电池极板组1-组装完的极板组2-负极板组3-隔板4-正极板组5-联条•2．隔板•蓄电池内部正负极板之间要用隔板隔开。隔板材料应具有多孔性和渗透性，且具有良好的耐酸性和抗氧化性。常用的隔板材料有木质隔板、微孔橡胶、微孔塑料、玻璃纤维和纸板等。•3．电解液•电解液由专用硫酸和蒸馏水按一定比例配制而成，密度一般为1.24～1.30g/cm3（电解液的温度为25℃）。配制电解液必须使用耐酸的器皿，切记只能将硫酸慢慢的倒入蒸馏水中，并不断搅拌。••4．壳体•蓄电池的壳体是用来盛放电解液和极板组的，一般采用橡胶或塑料制成。壳体内部由6个互不相通的单格组成。每个单格的顶部有一个加液孔，用于添加电解液和蒸馏水，加液孔盖上设有通风孔，供蓄电池化学反应中产生的气体(H2和O2等)能随时逸出。•5．加液孔盖•每个单格的顶部有一个加液孔，用于添加电解液，加液孔盖上设有通气装置和气体收集器，可阻止水蒸气和硫酸气体通过。而蓄电池化学反应中产生的气体(H2和O2等)能随时逸出。•6．联条•联条的作用是将单格电池串联起来。串接方式一般有外露式与穿壁式。•7．蓄电池的型号•（1）6-QA-l05表示由6个单格电池组成，额定电压12V，额定容量为105Ah的起动型干荷电蓄电池。•（2）6-QAW-60表示6个单格电池组成，额定电压12V，额定容量为60Ah的起动型干荷电免维护蓄电池。•第一部分：表示串联的单格电池数，用阿拉伯数字表示。•第二部分：表示蓄电池的类型和特征，用汉语拼音字母组成。一般第一个字母用Q，表示起动型蓄电池；其他字母表示蓄电池的结构特征，如：•A—干荷电式•W—免维护式•J—胶体电解液•第三部分：表示蓄电池的额定容量，用20h率额定容量来表示，单位为A·h（安培·小时）。三、蓄电池的工作原理•1．电动势的建立正极板：负极板：2．蓄电池的放电图2-5铅蓄电池的放电过程1-充电状态2-溶解电离3-接入负载4-放电状态•结论：在放电过程中，正负极板上的活性物质都转化为PbSO4，同时，电解液中的H2SO4转化为水，电解液的密度不断下降。充电过程与此相反。3．蓄电池的充电图2-6铅蓄电池的充电过程1-放电状态2-溶解电离3-通入电流4-充电状态•结论：•在充电过程中，正负极板上的PbSO4分别转化为PbO2和Pb，电解液中硫酸成分逐渐增多，电解液的密度逐渐上升。•当充电接近终了时，正负极板上的PbSO4分别都转化为PbO2和Pb，这时，如果继续充电，将引起电解水。蓄电池在充放电时总的化学反应过程：四、蓄电池的工作特性1．内阻蓄电池的内阻由极板电阻、电解液电阻、隔板电阻及联条电阻等四部分组成。极板：放电程度越高，极板电阻越大。温度低，粘度大，电解液电阻增大密度过高或过低，电解液电电阻增大图2-7电解液电阻与密度的关系2．放电特性图2-8蓄电池的放电特性曲线•蓄电池放电终了的特征：•1）电解液密度下降到最小许可值。•2）单格电池的端电压下降至放电终止电压。3．充电特性图2-9蓄电池的充电特性曲线蓄电池充电终了的特征：1）蓄电池电解液内产生大量气泡，呈“沸腾”状。2）端电压和电解液密度均上升至最大值，且2～3h内不再增加。五、蓄电池的容量及影响因素•1．蓄电池的容量•蓄电池的容量是指在规定的放电条件下，完全充足电的蓄电池所能输出的电量，用C表示，单位为A·h（安·时）。即容量等于放电电流与持续放电时间的乘积，用下式表示：•额定容量：完全充足电的蓄电池，在电解液温度为25℃时，以20h放电率（放电电流为0.05C20）连续放电，直至单格电压降到1.75V时为止，蓄电池所输出的电量称为额定容量。2．影响蓄电池容量的使用因素•1）放电电流：放电电流越大，容量减小。••2）电解液温度：温度降低，容量减小。••3）电解液密度：密度过大、过小，容量减小。图2-10放电电流与蓄电池容量的关系图2-11蓄电池在不同放电电流情况下的放电特性图2-12电解液温度与蓄电池容量的关系图2-13电解液相对密度和容量的关系六、蓄电池的充电•1.充电方法•（1）定流充电•（2）定压充电•（3）脉冲快速充电•2.充电种类•（1）初充电•（2）补充充电•（3）去硫化充电•1.充电方法•（1）定流充电在充电过程中，充电电流保持一定的充电方法，称为定流充电。•定流充电过程分为两个阶段：•第一阶段：以规定的电流进行充电。•第二阶段：充电电流减半，一直到充电终了。图2-14定流充电a）连接方式b）充电特性曲线•（2）定压充电充电过程中，电源电压始终保持不变的充电方法称为定压充电。图2-15定压充电a）连接方式b）充电特性曲线（3）脉冲快速充电图2-16快速脉冲充电电流波形2．充电种类•(1)初充电用于新蓄电池的首次充电。•特点：只能用定电流充电，充电电流小，时间长。•初充电通常分两个阶段进行：•第一阶段的充电电流约为额定容量的1／l5，充电至电•解液中产生气泡，单格电池端电压达2.4V为止。•第二阶段将充电电流减半。•（2）补充充电蓄电池在车上使用，当电量不足时，应对蓄电池进行补充充电。•特点：可以采用定电流充电，也可采用定电压充电。•采用定电流充电时：•第一阶段的充电电流为额定容量的1/10，充电至电解液中产生气泡，单格电压达到2.4V时为止；•第二阶段充电电流减半，直至充满电为止。•（3）去硫化充电•1）先倒出蓄电池内的电解液，用蒸馏水反复冲洗蓄电池极板数次，然后加入蒸馏水至高出极板10～15mm。•2）用初充电电流进行充电，电解液密度升到1.15g/cm3以上时，倒出电解液，加入蒸馏水，再继续充电，如此反复多次，直到密度不再上升为止。•3）用10h放电率放电检查容量，如容量达到额定容量的80％时，说明硫化已基本消除，即可使用。否则，蓄电池应报废。七、蓄电池的使用注意事项•1.蓄电池的选择•主要根据蓄电池的外型尺寸和额定容量。图2-17蓄电池在车上的安装位置2.电解液的选择•在给蓄电池加注电解液时，要选择电解液的密度，一般情况下应该选择密度偏低的电解液。寒冷地区选择电解液的前提应该是保证电解液不结冰。电解液密度/（g/cm3）1.101.151.201.251.301.31冰点/℃-7-14-25-50-66-70••3.冬季使用蓄电池的注意事项•冬季使用蓄电池，应经常保持蓄电池处于充足状态，因为放电后的蓄电池电解液密度会降低，增大了结冰的危险。•冬季蓄电池容量降低，所以在北方使用车辆要注意对蓄电池的保暖（把车放入带有暖气的车库），以便使发动机容易起动。•４．新蓄电池的使用•一般情况下，新蓄电池在使用之前应参考说明书，以说明书为准。八、蓄电池的常见故障与排除•1.极板硫化•2.自放电•3.活性物质脱落•4.极板短路•1．极板硫化•蓄电池长期充电不足或放电后长时间未充电，极板上会逐渐生成一层白色大晶粒的硫酸铅。在正常充电时，这些大晶粒的硫酸铅不能转化为二氧化铅和海绵状铅，这种现象称为“硫酸铅硬化”，简称“硫化”。•硫化后的蓄电池最明显的现象是充完电使用几天后，发动机又出现起动无力的现象。••产生疏化的主要原因：•1）蓄电池长期充电不足，或放电后没有及时充电。•2）蓄电池内液面过低，使极板上部与空气接触而发生氧化(主要是负极板)。•3）电解液密度过高，电解液不纯、环境温度温差较大等因素也能引起蓄电池极板硫化。•对于已经硫化的蓄电池，轻者可用去硫化充电法消除硫化。重者蓄电池应报废。•2．自行放电•充足电的蓄电池放置不用会逐渐失去电量，这种现象称为蓄电池的“自行放电”。如果每昼夜自放电不超过2％C20时，属于正常现象的自放电。若每昼夜自行放电量超过2％C20时，则属于故障性自放电。•造成故障性自放电的原因：•1）电解液中有杂质，这些杂质在极板周围形成局部电池而产生自行放电。例如电解液中含铁量达1％时，一昼夜会将蓄电池的电量全部放完。•2）蓄电池内部短路引起的自放电，如隔板破裂或极板活性物质大量脱落而沉于极板下部等因素都将使正负极板短路等，引起自放电。•3）蓄电池盖表面不清洁，如有电解液等，会造成自放电，还会使极桩腐蚀。•3．极板活性物质大量脱落•活性物质脱落一般多发生在正极板上，其特征为充电时电解液有褐色物质自底部上升，端电压上升快，电解液过早出现“沸腾”现象，而电解密度不能达到规定的最大值。放电时容量明显下降。•活性物质大量脱落的原因有充电电流过大、过充电时间过长、低温长时间大电流放电等原因都能导致极板活性物质大量脱落。另外，蓄电池受到剧烈震动时，也会引起活性物质脱落。•4．极板短路•极板短路的故障现象是：充电过程中，电解液温度迅速上升，电压与电解液密度上升缓慢。放电时，蓄电池的容量明显不足。•极板短路的原因主要有：隔板损坏。活性物质在蓄电池底部沉积过多、极板拱曲及金属杂质落入正、负极板之间等。对于短路的蓄电池，必须将其拆开，查明原因，排除故障。【任务实施步骤】•一、蓄电池极桩的检查•1）检查蓄电池在车上安装是否牢靠，起动电缆线与极桩的连接是否紧固，检查电缆线的线夹与极桩是否有氧化物，并及时清除。•2）检查蓄电池盖表面是否清洁，应及时清除盖上的灰尘、电解液等脏物，保持加液孔盖上的气孔畅通。•二、电解液液面高度的检查•蓄电池液面高度一般可目视检查。当液面高度不足时（标准值为10～15mm），需要补加蒸馏水至标准高度。图2-19电解液液面高度的检查图2-20用玻璃管测量电解液液面高度三、放电程度的检测•1．通过测密度确定放电程度图2-21测量电解液的相对密度和温度•2．用高率放电计确定放电程度图2-22用高率放电计测试蓄电池的起动性能3．全封闭式免维护蓄电池放电的确定图2-23全密封型免维护蓄电池任务2蓄电池的充电•【任务实施步骤】充电步骤：1）充电前，先检查电解液液面高度，保证液面高度为正常。2）充电时，应旋开加液孔盖，使产生的气体能顺利逸出，以免发生事故。3）充电室要安装通风和防火设备，在充电过程中，严禁烟火。4）先将右侧的“电流旋钮”反时针旋到“0”，箭头指向“0”位。然后连接蓄电池的充电电路。5）充电电流大小调整为蓄电池额定容量的1/10（单位为安培）。图2-24蓄电池充电的连接方式图2-25充电电流调整