A 第一章 蓄电池.ppt

,单击此处编辑小节标题,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第,1,章 蓄电池,Battery,学习目标,了解蓄电池的结构与原理。,理解蓄电池充放电过程和故障原因。,掌握铅酸铅蓄电池的结构、原理、工作特性；充电和充电设备。,1.1,概述,1.1.1,蓄电池的分类,蓄电池是一种化学电源，靠其内部的化学反应来储存电能或向用电设备供电。,目前燃油汽车上使用的蓄电池主要有两大类：铅酸蓄电池（以下简称铅蓄电池）和镍碱蓄电池。,由于人们对燃油汽车排放要求的提高和能源危机的冲击，各国正在不断探索和研制电动汽车，其主要的动力源为新型高能蓄电池。下表列出了各种蓄电池特点。,1.1,概述,1.1.1,蓄电池的分类,类,型,优,点,缺,点,适,用,车,辆,铅酸蓄电池,结构简单；价格便宜；内阻小；电压稳定；可以短时间供给起动机强大的起动电流,比容量小；使用寿命相对较短,一般车辆,镍碱蓄电池,容量大；使用寿命长；维护简单；能承受大电流放电而不易损坏,活性物质导电性差；价格较高,使用时间长、可靠性高的车辆,电动车蓄电池,比容量大；无污染；充、放电性能好；使用寿命长,结构复杂；成本高,电动汽车,1.1.1,蓄电池的分类,铅蓄电池由于结构简单、价格便宜、内阻小、可以短时间供给起动机强大的起动电流而被广泛采用。铅蓄电池又可以分为普通铅蓄电池、干荷电铅蓄电池、湿荷电铅蓄电池和免维护铅蓄电池。各种铅蓄电池的特点见下表。,1.1.1,蓄电池的分类,类,型,特,点,普通铅蓄电池,新蓄电池的极板不带电，使用前需按规定加注电解液并进行初充电，初充电的时间较长，使用中需要定期维护。,干荷电铅蓄电池,新蓄电池的极板处于干燥的已充电状态，电池内部无电解液。在规定的保存期内，如需使用，只需按规定加入电解液，静置,20,30,min,即可使用，使用中需要定期维护。,湿荷电铅蓄电池,新蓄电池的极板处于已充电状态，蓄电池内部带有少量电解液。在规定的保存期内，如需使用，只需按规定加入电解液，静置,20,30,min,即可使用，使用中需要定期维护。,免维护蓄电池,使用中不需维护，可用,3,4,年不需补加蒸馏水，极桩腐蚀极少，自放电少。,1.1.2,蓄电池的功用,汽车上装有蓄电池和发电机两个直流电源，这两个电源并联，全车的用电设备均为并联。,蓄电池的功用,：,1）起动发动机时，,蓄电池向起动系和点火系供电。,2）当发动机低速运转，发电机,电压低于蓄电池的充电电压时，由蓄电池向用电设备供电。,3）当发动机中、高速运转，发电机电压高于蓄电池的充电电压时，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）蓄电池还可以吸收电路中的瞬时过电压，保持汽车电器系统电压的稳定，保护电子元件。,1.2,铅蓄电池,1.2.1,铅蓄电池的结构,铅蓄电池一般由,3,个,或,6,个单格电池串联而,成，结构如图所示。,1负极柱,2加液孔盖,3正极柱,4穿壁连接,5汇流条,6外壳,7负极板,8隔板,9正极板,1.2.1,铅蓄电池的结构,1,极板,极板是蓄电池的核心部分，蓄电池充、放,电的化学反应主要是依靠极板上的活性物质与,电解液进行的。极板分为正极板和负极板，,均由栅架和活性物质组成。,栅架的作用是固结活性物质。栅架一般由,铅锑合金铸成，具有良好的导电性、耐蚀性和,一定的机械强度。栅架的结构右上图所示。,为了降低蓄电池的内阻，改善蓄电池的起,动性能，有些铅蓄电池采用了放射形栅架，右,下图为桑塔纳轿车蓄电池放射形栅架的结构。,1.2.1,铅蓄电池的结构,正极板上的活性物质是,二氧化铅（,PbO,2,），,呈深棕,色；负极板上的活性物质是,海绵状的纯铅（,Pb,）,呈青,灰色。将活性物质调成糊状,填充在栅架的空隙里并进行,干燥即形成极板。如右上图,所示。,1,极板组总成,2,负极板,3,隔板,4,正极板,5,极板联条,1.2.1,铅蓄电池的结构,将正、负极板各一片浸入电,解液中，可获得,2,V,左右的电动,势。为了增大蓄电池的容量，常,将多片正、负极板分别并联，组,成正、负极板组，如右下图所,示。在每个单格电池中，正极板,的片数要比负极板少一片，这样,每片正极板都处于两片负极板之,间，可以使正极板两侧放电均,匀，避免因放电不均匀造成极板,拱曲。,1,极板组总成,2,负极板,3,隔板,4,正极板,5,极板联条,1.2.1,铅蓄电池的结构,2,隔板,隔板插放在正、负极板之间，以防止正、负极板互相接触造成短路。隔板应耐酸并具有多孔性，以利于电解液的渗透。常用的隔板材料有木质、微孔橡胶和微孔塑料等。其中，木质隔板耐酸性较差，微孔橡胶隔板性能最好但成本较高，微孔塑料隔板孔径小、孔率高、成本低，因此被广泛采用。,3电解液,电解液在蓄电池的化学反应中，起到离子间导电的作用，并参与蓄电池的化学反应。电解液由纯硫酸（,H,2,SO,4,）,与蒸馏水按一定比例配制而成，其密度一般为1.241.30,g/cm,3,。,1.2.1,铅蓄电池的结构,电解液的密度对蓄电池的工作有重要影响，密度大，可减少结冰的危险并提高蓄电池的容量，但密度过大，则粘度增加，反而降低蓄电池的容量，缩短使用寿命。电解液密度应随地区和气候条件而定，下表列出了不同地区和气温下的电解液的密度。另外，电解液的纯度也是影响蓄电池性能和使用寿命的重要因素之一。,气,候,条,件,完全充足电的蓄电池,25,时电解液的密度（,g/cm,3,）,冬季,夏季,冬季温度低于,40,地区,1.30,1.26,冬季温度高于,40,地区,1.28,1.25,冬季温度高于,30,地区,1.27,1.24,冬季温度高于,20,地区,1.26,1.23,冬季温度高于,0,地区,1.24,1.23,1.2.1,铅蓄电池的结构,4,壳体,壳体用于盛放电解液和极板组，应该耐酸、耐热、耐震。壳体多采用硬橡胶或聚丙烯塑料制成，为整体式结构，底部有凸起的肋条以搁置极板组。壳内由间壁分成,3,个或,6,个互不相通的单格，各单格之间用铅质联条串联起来，如右图所示。壳体上部使用相同材料的电池盖密封，电池盖上设有对应于每个单格电池的加液孔，用于添加电解液和蒸馏水，以及测量电解液密度、温度和液面高度。加液孔盖上的通风孔可使蓄电池化学反应中产生的气体顺利排出。,1.2.2,免维护蓄电池的特点,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。,3）蓄电池内部安装有电解液密度计，可自动显示蓄电池的存电状态和电解液液面的高低。如果密度计的观察窗呈绿色，表明蓄电池存电充足，可正常使用；若显示深绿色或黑色，表明蓄电池存电不足，需补充充电；若显示浅黄色，表明蓄电池已接近报废。如图所示。,1.2.2,免维护蓄电池的特点,4,）采用了新型安全通气装置和气体收集器，在孔盖内部设置了一个氧化铝过滤器，可阻止水蒸气和硫酸气体通过，同时又可以使氢气和氧气顺利逸出。通气塞中装有催化剂钯，可促使氢、氧离子重新结合成水回到蓄电池中。,1,绿色（充电程度为,65,或更高）,2,黑色（充电程度低于,65,）,3,浅黄色（蓄电池有故障）,4,蓄电池盖,5,观察窗,6,光学的荷电状况指示器,7,绿色小球,1.2.3,铅蓄电池的工作原理,1,铅蓄电池的静止电动势,将铅蓄电池的正、负极板浸入电解液中，正、负极板与电解液相互作用，在正、负极板间就会产生约,2.1,V,的静止电动势。,铅蓄电池的静止电动势,E,j,：,E,j,0.85+,25,（,2-1,）,式中，,E,j,-,静止电动势，即开路电压（,V,）；,25,-,基准温度（,25,）时，电解液的相对密度（,g/cm,3,）。,注意，实测电解液的相对密度，应转换成,25,时电解液的相对密度，转换关系式为：,25,t,+0.00075,（,t,25,）,（,2-2,）,式中，,t,-,实测电解液相对密度（,g/cm,3,）；,t-,实测电解液温度（）。,因为铅蓄电池工作时，电解液密度总是在,1.12,1.30,g/cm,3,之间变化，所以每个单格电池的电动势也相应地在,1.97,2.15,V,之间变化。,1.2.3,铅蓄电池的工作原理,2,铅蓄电池的放电,当铅蓄电池的正、负极板浸入电解液中时，在正、负极板间就会产生约,2.1,V,的静止电动势，此时若接入负载，在电动势的作用下，电流就会从蓄电池的正极经外电路流向蓄电池的负极，这一过程称为放电，蓄电池的放电过程是化学能转变为电能的过程。,放电时，正极板上的,PbO,2,和负极板上的,Pb,，,都与电解液中的,H,2,SO,4,反应生成硫酸铅（,PbSO,4,），,沉附在正、负极板上。电解液中,H,2,SO,4,不断减少，密度下降。,理论上，放电过程可以进行到极板上的活性物质被耗尽为止，但由于生成的,PbSO,4,沉附于极板表面，阻碍电解液向活性物质内层渗透，使得内层活性物质因缺少电解液而不能参加反应，因此在使用中被称为放完电蓄电池的活性物质利用率只有,20,30,。因此，采用薄型极板，增加极板的多孔性，可以提高活性物质的利用率，增大蓄电池的容量。,1.2.3,铅蓄电池的工作原理,蓄电池放电终了的特征是：,（,1,）单格电池电压降到放电终止电压；,（,2,）电解液密度降到最小许可值。,放电终止电压与放电电流的大小有关。放电电流越大，允许的,放电时间就越短，放电终止电压也越低。如下表所示。,C,20,蓄电池的额定容量。,放电电流（,A,）,0.05,C,20,0.1,C,20,0.25,C,20,C,20,3,C,20,放电时间,20h,10h,3h,25min,5min,单格电池终止电压（,V,）,1.75,1.70,1.65,1.55,1.50,蓄电池放电过程,1.2.3,铅蓄电池的工作原理,3,铅蓄电池的充电,充电时，蓄电池的正、负极分别与直流电源的正、负极相连，当充电电源的端电压高于蓄电池的电动势时，在电场的作用下，电流从蓄电池的正极流入，负极流出，这一过程称为充电。蓄电池充电过程是电能转换为化学能的过程。,充电时，正、负极板上的,PbSO,4,还原成,PbO,2,和,Pb,，,电解液中的,H,2,SO,4,增多，密度上升。,当充电接近终了时，,PbSO,4,已基本还原成,PbO,2,和,Pb,，,这时，过剩的充电电流将电解水，使正极板附近产生,O,2,从电解液中逸出，负极板附近产生,H,2,从电解液中逸出，电解液液面高度降低。因此，铅蓄电池需要定期补充蒸馏水。,蓄电池充足电的标志是：,（,1,）电解液中有大量气泡冒出，呈沸腾状态；,（,2,）电解液的密度和蓄电池的端电压上升到规定值，且在,2,3,h,内保持不变。,1.2.4,铅蓄电池的型号,按机械工业部,JB2599,85,铅蓄电池产品型号编制方法标准规定，铅蓄电池的型号分为三部分：如型号6,QA60,代表额定电压12,V、,额定容量60,A,h,的起动型干荷电铅蓄电池。,第一部分,第二部分,第三部分,串联的单格电池数,蓄电池的类型,蓄电池的特征,蓄电池的额定容量,蓄电池的特殊性能,用阿拉伯数字表示,用大写的汉语拼音字母表示,如：,Q,-,起动用铅蓄电池,N,-,内燃机车用蓄电池,M-,摩托车用蓄电池,用大写的汉语拼音字母表示,如：,A,-,干荷电铅蓄电池,H,-,湿荷电铅蓄电池,W,-,免维护铅蓄电池,B,-,薄型极板,无字母-普通铅蓄电池,20,h,率放电率的额定容量，单位为,A,h,，,单位略去不写。,用大写的汉语拼音字母表示,如：,G,-,高起动率,D,-,低温性能好,S,-,塑料槽蓄电池,1.3,蓄电池的容量及其影响因素,1.3.1,蓄电池的容量,蓄电池容量,C,等于放电电流,I,f,与放电时间,t,f,的乘积：,CI,f,t,f,1,额定容量,据国标,GB5008.1,91,起动用铅酸蓄电池技术条件规定，将充足电的新蓄电池，在电解液温度为,25,5,的条件下，以,20,小时率的放电电流（即,0.05,C,20,安培）连续放电至单池平均电压降到,1.75,V,时，输出的电量称为蓄电池的额定容量，用,C,20,表示。单位为,A,h,。,例：,3-,Q-90,型蓄电池以,4.5,A,（,0.05C,20,0.05,90,4.5A,）,的电流连续放电至单池平均电压降到,1.75,V,时，若放电时间大于等于,20,h,，,则其容量,C,I,f,t,f,90A,h,，,达到了额定容量，为合格产品；若放电时间小于,20,h,，,则其容量低于额定容量，为不合格产品。,1.3.1,蓄电池的容量,2,储备容量,据国标,GB5008.1,91,起动用铅酸蓄电池技术条件规定，蓄电池在,25,2,的条件下，以,25,A,恒流放电至单池平均电压降到,1.75,V,时的放电时间，称为蓄电池的储备容量。单位为分钟。,储备容量表达了在汽车充电系统失效时，蓄电池能为照明和点火系统等用电设备提供,25,A,恒流的能力。,3起动容量,起动容量表征了铅蓄电池在发动机起动时的供电能力，是检验蓄电池质量的重要指标之一。起动容量受温度影响很大，故又分为低温起动容量和常温起动容量两种。,（1）低温起动容量：电解液在18时，以3倍额定容量的电流持续放电至单格电压下降至1,V,时所放出的电量。持续时间应在,1.5min,以上。,（2）常温起动容量：电解液在30时，以3倍额定容量的电流持续放电至单格电压下降至1.5,V,时所放出的电量。持续时间应在5,min,以上。,1.3.1,影响蓄电池容量的因素,1,结构因素,蓄电池极板的表面积越大，极板片数越多，参加反应的活性物质就越多，容量就越大。另外，极板越薄，活性物质的多孔性越好，则电解液向极板内部的渗透越容易，活性物质利用率就越高，输出容量也就越大。,2使用因素,（1）放电电流,（,2,）电解液温度（见右图）,（,3,）电解液密度,适当提高电解液的密度，可加快,电解液的渗透速度，提高蓄电池的电动,势和容量。但电解液密度过大，又将导,致粘度增加，内阻增大，反而使蓄电池,容量降低。,1.3.1,影响蓄电池容量的因素,（1）放电电流,放电电流越大，蓄电池的容量就越小，如右图所示。当放电电流增大时，化学反应速度加快，,PbSO,4,堵塞孔隙的速度也越快，导致极板内层大量的活性物质不能参与反应，蓄电池的实际输出容量减小。,同时，,电解液密度迅速下降，导致蓄电池的端电压也迅速下降，因而缩短了放电时间。因此 在实际使用中必须严格控制起动时间，每次起动的时间不应超过,5,s,，,且连续两次起动之间的时间间隔不应少于,15,s,。,1.4,蓄电池的充电,1.4,.,1,充电设备,蓄电池是直流电源，必须用直流电源对其进行充电。充电时，充电电源的正极接蓄电池的正极，充电电源的负极接蓄电池的负极。,汽车上的充电设备是由发动机驱动的交流发电机。充电间多采用硅整流充电机、晶闸管整流充电机和智能充电机等。,1.4.2,充电方法,1.恒压充电,2.恒流充电,3.快速充电,1.4,.,2,充电方法,1,恒压充电,恒压充电是指充电过程中，充电电源电压保持恒定的充电方法。,恒压充电的接线方法(,右上,图）。恒压充电特性曲线（,右下,图）。,若充电电压过高，将导致过充电；充电电压过低，将导致充电不足。一般单格电池充电电压选为,1.5V。,在恒压充电初期，充电电流较大，45,h,内即可达到额定容量的9095，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。,1.4,.,2,充电方法,2,恒流充电,指充电电流保持恒定的充电方法。广泛用于初充电、补充充电和去硫化充电等。恒流充电的接线方法（右上图）。充电特性曲线（右下图）。,为缩短充电时间，充电过程通常分为两个阶段。第一阶段采用较大的充电电流，使蓄电池的容量得到迅速恢复，当蓄电池电量基本充足，单格电池电压达到,1.4V，,开始电解水产生气泡时，转入第二阶段，将充电电流减小一半，直到电解液密度和蓄电池端电压达到最大值且在23,h,内不再上升，蓄电池内部剧烈冒出气泡时为止。,恒流充电的适应性强，可任意选择和调整充电电流的大小，有利于保持蓄电池的技术性能和延长使用寿命，其缺点是充电时间长，要经常调节充电电流。,1.4,.,2,充电方法,3,脉冲快速充电,脉冲快速充电必须用脉冲快速充电机进行，其充电电流波形（右图）。,脉冲快速充电的过程是：先用0.81倍额定容量的大电流进行恒流充电，使蓄电池在短时间内充至额定容量的5060，当单格电池电压升至,1.4V，,开始冒气泡时，由充电机的控制电路自动控制，开始脉冲快速充电，首先停止充电25,ms（,称为前停充），,然后再放电或反向充电，使蓄电池反向通过一个较大的脉冲电流（脉冲深度一般为充电电流的1.53倍，脉冲宽度为1501000,s），,然后再停止充电40,ms（,称为后停充），以后的过程为：正脉冲充电,前停充,负脉冲瞬间放电,后停充,正脉冲充电,循环进行，直至充足电。脉冲快速充电的,优点,是充电时间可大大缩短（新蓄电池充电仅需5,h，,补充充电需1,h）。,缺点,是对蓄电池的寿命有一定的影响，并且脉冲快速充电机结构复杂，价格昂贵，适用于电池集中、充电频繁、要求应急的场合。,1.4,.,2,充电种类,1,初充电,指对新的或更换极板后的蓄电池进行的第一次充电。其操作步骤是：,（,1,）按蓄电池制造厂的规定和本地区的气温条件，加注一定密度的电解液（加注前，电解液温度不得超过,30,），放置,4-6,h,，,使极板浸透，并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,）采用两阶段恒流充电法充电时，第一阶段充电电流为额定容量的,1/15,，待电解液中有气泡冒出、单格电池电压达,1.4V,时，转入第二阶段，将电流减小一半，直至蓄电池充足电为止。,充电过程中应注意测量电解液的温度，当温度超过,40,时，应将电流减半，如温度继续上升达,45,时，应停止充电，待冷却至,35,以下时再充电。,（,4,）充好电的蓄电池应检查电解液的密度，如不符合规定，应用蒸馏水或,1.4,g/cm,3,的稀硫酸进行调整，并调整液面高度至规定值。调整后，再充电,2,h,，,直到电解液密度符合规定为止。,不同型号铅蓄电池的初充电电流值下表。,1.4,.,2,充电种类,蓄电池型号,额定容量,C,20,Ah,额定电压,V,初,充,电,补,充,充,电,第,一,阶,段,第,二,阶,段,第,一,阶,段,第,二,阶,段,电流,(A),时间（,h,）,电流,(,A),时间（,h,）,电流（,A,）,时间（,h,）,电流（,A,）,时间（,h,）,3-,Q-75,75,6,5,3040,1.5,2530,7.5,1012,3.75,35,3-Q-90,90,6,6,3040,3,2530,9,1012,4.5,35,3-Q-105,105,6,7,3040,3.5,2530,10.5,1012,5.25,35,6-Q-60,60,12,4,3040,2,2530,6,1012,3,35,6-Q-75,75,12,5,3040,1.5,2530,7.5,1012,3.75,35,6-Q-90,90,12,6,3040,3,2530,9,1012,4.5,35,1.4,.,2,充电种类,2,补充充电,补充充电是指对使用中的蓄电池在无故障的前提下，为保持或恢复其额定容量而进行的正常的保养性充电。,一般汽车用蓄电池应每隔,1,2,个月从车上拆下来进行一次补充充电，使用中，如发现下列现象之一时，必须及时进行补充充电：,（,1,）电解液相对密度降至,1.15,g/cm,3,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，起动无力时；,（,4,）单格电池电压降到,1.70,V,以下时。,补充充电可采用恒压充电或两阶段恒流充电。,汽车上蓄电池的充电采用恒压充电法充电。充电间多采用两阶段恒流充电法充电。,采用两阶段恒流充电法进行补充充电时，应先用,C,20,/10,的电流进行充电，当单格电池电压达到,1.4V,以上时，改用,C,20,/20,的电流充电至充足为止。不同型号铅蓄电池的补充充电电流值上表。,1.4,.,2,充电种类,3,间歇过充电,间歇过充电是为了避免使用中的铅蓄电池极板硫化的一种预防性充电，汽车用铅蓄电池应每隔三个月进行一次。,充电方法是：先按补充充电的方法将蓄电池充足电，停歇,1,h,后，再以减半的充电电流值进行过充电至沸腾，再停歇,1,h,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,循环锻炼充电是铅蓄电池为防止极板钝化而进行的保养性充电。铅蓄电池使用中常处于部分放电的状况，参加化学反应的活性物质有限，为避免活性物质长期不工作而收缩，每隔三个月进行一次循环锻炼充电。,充电方法是：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,20,h,率的电流连续放电至单格电池电压降为,1.75,V,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。,1.4,.,2,充电种类,5,去硫化充电,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。充电方法和步骤如下：,（,1,）将铅蓄电池按,20,h,放电率，放电至单格电池电压降至,1.75,V,为止。,（,2,）倒出电解液，用蒸馏水反复冲洗几次，然后加入蒸馏水至规定的液面高度，用初充电第二阶段充电电流进行充电，当电解液密度增大到,1.15,g/cm,3,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，按初充电方法将蓄电池充足电。,（,4,）用,20,h,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，则可装车使用，若达不到，应更换蓄电池或修理。,1.5,蓄电池常见的故障,故障一：极板硫化,故障,特征,极板上生成一层白色粗晶粒的,PbSO,4,，,在正常充电时不能转化为,PbO,2,和,Pb,的现象。,（,1,）硫化的电池放电时，电压急剧降低，过早降至终止电压，电池容量减小。,（,2,）蓄电池充电时单格电压上升过快，电解液温度迅速升高，但密度增加缓慢，过早产生气泡，甚至一充电就有气泡。,故障,原因,（,1,）蓄电池长期充电不足或放电后没有及时充电，导致极板上的,PbSO,4,有一部分溶解于电解液中，环境温度越高，溶解度越大。当环境温度降低时，溶解度减小，溶解的,PbSO,4,就会重新析出，在极板上再次结晶，形成硫化。,（,2,）电解液液面过低，使极板上部与空气接触而被氧化，在行车中，电解液上下波动与极板的氧化部分接触，会生成大晶粒,PbSO,4,硬化层，使极板上部硫化。,（,3,）长期过量放电或小电流深度放电，使极板深处活性物质的孔隙内生成,PbSO,4,。,（,4,）新蓄电池初充电不彻底，活性物质未得到充分还原。,（,5,）电解液密度过高、成分不纯，外部气温变化剧烈。,排除,方法,轻度硫化的蓄电池，可用小电流长时间充电的方法予以排除；硫化较严重者采用去硫化充电方法消除硫化；硫化特别严重的蓄电池应报废。,1.5,蓄电池常见的故障,故障二,：,活性物质脱落,故障,特征,主要指正极板上的活性物质,PbO,2,的脱落。,蓄电池容量减小，充电时从加液孔中可看到有褐色物质，电解液浑浊。,故障,原因,（,1,）蓄电池充电电流过大，电解液温度过高，使活性物质膨胀、松软而易于脱落。,（,2,）蓄电池经常过充电，极板孔隙中逸出大量气体，在极板孔隙中造成压力，而使活性物质脱落。,（,3,）经常低温大电流放电使极板弯曲变形，导致活性物质脱落。,（,4,）汽车行驶中的颠簸振动。,排除,方法,对于活性物质脱落的铅蓄电池，若沉积物较少时，可清除后继续使用；若沉积物较多时，应更换新极板和电解液。,1.5,蓄电池常见的故障,故障三,：,极板栅架腐蚀,故障,特征,主要是正极板栅架腐蚀，极板呈腐烂状态，活性物质以块状堆积在隔板之间，蓄电池输出容量降低。,故障,原因,（,1,）蓄电池经常过充电，正极板处产生的,O,2,使栅架氧化。,（,2,）电解液密度、温度过高、充电时间过长，会加速极板腐蚀。,（,3,）电解液不纯。,排除,方法,腐蚀较轻的蓄电池，电解液中如果有杂质，应倒出电解液，并反复用蒸馏水清洗，然后加入新的电解液，充电后即可使用；,腐蚀较严重的蓄电池，如果是电解液密度过高，可将其调整到规定值，在不充电的情况下继续使用；,腐蚀严重的蓄电池，如栅架断裂、活性物质成块脱落等，则需更换极板。,1.5,蓄电池常见的故障,故障四,：,极板短路,故障,特征,蓄电池正、负极板直接接触或被其它导电物质搭接称为极板短路。,极板短路的蓄电池充电时充电电压很低或为零，电解液温度迅速升高，密度上升很慢，充电末期气泡很少。,故障,原因,（,1,）隔板破损使正、负极板直接接触。,（,2,）活性物质大量脱落，沉积后将正、负极板连通。,（,3,）极板组弯曲。,（,4,）导电物体落入池内。,排除,方法,出现极板短路时，必须将蓄电池拆开检查。,更换破损的隔板，消除沉积的活性物质，校正或更换弯曲的极板组等。,1.5,蓄电池常见的故障,故障五,：,自放电,故障,特征,蓄电池在无负载的状态下，电量自动消失的现象称为自放电。,如果充足电的蓄电池在,30,天之内每昼夜容量降低超过,2%,，称为故障性自放电。,故障,原因,（,1,）电解液不纯，杂质与极板之间以及沉附于极板上的不同杂质之间形成电位差，通过电解液产生局部放电。,（,2,）蓄电池长期存放，硫酸下沉，使极板上、下部产生电位差引起自放电。,（,3,）蓄电池溢出的电解液堆积在电池盖的表面，使正、负极柱形成通路。,（,4,）极板活性物质脱落，下部沉积物过多使极板短路。,排除,方法,自放电较轻的蓄电池，可将其正常放完电后，倒出电解液，用蒸馏水反复清洗干净，再加入新电解液，充足电后即可使用；自放电较为严重时，应将电池完全放电，倒出电解液，取出极板组，抽出隔板，用蒸馏水冲洗之后重新组装，加入新的电解液重新充电后使用。,1.5,蓄电池常见的故障,故障六,：,单格电池极性颠倒,故障,特征,单格电池原来的正极板变成负极板，负极板变成正极板。此时，蓄电池电压迅速下降，不能继续使用。,故障,原因,没有及时发现有故障的单格电池（如极板短路、活性物质脱落等），当蓄电池放电时，该单格电池由于容量小，首先放电至零，再继续放电时，其他单格电池的放电电流对它进行充电，使其极性颠倒。,排除,方法,对极性颠倒的单格电池应更换新极板。,1.6,蓄电池的使用维护与检测,1.6.1,蓄电池的使用与维护,1,蓄电池的储存,（,1,）新蓄电池的储存,未启用的新蓄电池，其加液孔盖上的通气孔均已封闭，不要通破。保管蓄电池时应注意以下几点：,存放室温,5,30,，干燥、清洁、通风。,不要受阳光直射，离热源距离不小于,2,m,。,避免与任何液体和有害气体接触。,不得倒置或卧放，不得叠放，不得承受重压。,新蓄电池的存放时间不得超过,2,年。,（,2,）暂时不用的蓄电池的储存,采用湿储存方法，即先充足电，再把电解液密度调至,1.24,1.28,g/cm,3,，,液面调至规定高度，然后将通气孔密封，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。,（,3,）长期停用的蓄电池的储存,采用干储存法，即先将充足电的蓄电池以,20,h,放电率放完电，然后倒出电解液，用蒸馏水反复冲洗多次，直到水中无酸性，凉干后旋紧加液孔盖，并将通气孔密封，存放条件与新蓄电池相同。,1.6.1,蓄电池的使用与维护,2,启用新蓄电池,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,4,6,h,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。,干荷电蓄电池在规定存放期（一般为,2,年）内，启用时可直接加入规定密度的电解液，静置,20,30,min,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。,3,蓄电池的拆装,（,1,）拆装、移动蓄电池时，应轻搬轻放，严禁在地上拖拽。,（,2,）蓄电池型号和车型应相符，电解液密度和高度应符合规定。,（,3,）安装时，蓄电池固定在托架上，塞好防振垫。,（,4,）极桩涂上凡士林或润滑油，防腐防锈。极桩卡子与极桩要接触良好。,（,5,）蓄电池搭铁极性必须与发电机一致。,（,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。,1.6.1,蓄电池的使用与维护,4,蓄电池的维护,（,1,）保持蓄电池外表面的清洁干燥，及时清除极桩和电缆卡子上的氧化物，并确定蓄电池极桩上的电缆连接牢固。,清洗蓄电池时，最好从车上拆下蓄电池，用苏打水溶液冲洗整个壳体（左下图），然后用清水冲洗蓄电池并用纸巾擦干。对蓄电池托架，可先用腻子刀刮净厚腐蚀物，然后用苏打水溶液清洗托架（右下图），之后用水冲洗并干燥。托架干燥后，漆上防腐漆。,1.6.1,蓄电池的使用与维护,对极桩和电缆卡子，可先用苏打水溶液清洗，再用专用清洁工具进行清洁。如下图所示。清洗后，在电缆卡子上涂上凡士林或润滑油防止腐蚀。,注意：,清洗蓄电池之前，要拧紧加液孔盖，防止苏打水进入蓄电池内部。,1.6.1,蓄电池的使用与维护,（,2,）保持加液孔盖上通气孔的畅通，定期疏通。,（,3,）定期检查并调整电解液液面高度，液面不足时，应补加蒸馏水。,（,4,）汽车每行驶,1000,km,或夏季行驶,5,6,天，冬季行驶,10,15,天，应用密度计或高率放电计检查一次蓄电池的放电程度，当冬季放电超过,25,，夏季放电超过,50,时，应及时将蓄电池从车上拆下进行补充充电。,（,5,）根据季节和地区的变化及时调整电解液的密度。冬季可加入适量的密度为,1.40,g/cm,3,的电解液，以调高电解液的密度（一般比夏季高,0.02,0.04,g/cm,3,为宜）。,（,6,）冬季向蓄电池内补加蒸馏水时，必须在蓄电池充电前进行，以免水和电解液混合不均而引起结冰。,（,7,）冬季蓄电池应经常保持在充足电的状态，以防电解液密度降低而结冰，引起外壳破裂、极板弯曲和活性物质脱落等故障。蓄电池电解液密度、放电程度和冰点温度的关系见下表。,1.6.1,蓄电池的使用与维护,放电,程度,充足电,放电,25,放电,50,放电,75,放电,100,密度（,g/cm,3,）,25,冰点（）,密度（,g/cm,3,）,25,冰点（）,密度（,g/cm,3,）,25,冰点（）,密度（,g/cm,3,）,25,冰点（）,密度（,g/cm,3,）,25,冰点（）,电解,液的,密度,和冰,点,1.31,66,1.27,58,1.23,36,1.19,22,1.15,14,1.29,70,1.25,50,1.21,28,1.17,18,1.13,10,1.28,69,1.24,42,1.20,25,1.16,16,1.12,9,1.27,58,1.23,36,1.19,22,1.15,14,1.11,8,1.25,50,1.21,28,1.17,18,1.13,10,1.09,6,1.6.2,蓄电池的技术状态检测,1,外部检查,（,1,）检查蓄电池封胶有无开裂和损坏，极桩有无破损，壳体有无泄露，否则应修理或者更换。,（,2,）疏通加液孔盖的通气孔。,（,3,）清洁蓄电池外壳，并用钢丝刷或极柱接头清洗器清洁极桩和电缆卡子上的氧化物，清洁后涂抹一层凡士林或润滑脂。,2,检测蓄电池电解液液面高度,（,1,）用玻璃管测量法，右上图所示。工具：内径为,3,5,mm,的玻璃管。液面高度标准值为,10,15,mm。,（,2,）观察液面高度指示线法，右下图所示。正常液面高度应介于两线之间，液面过低时，应加入蒸馏水补充。,1.6.2,蓄电池的技术状态检测,3检测蓄电池电解液密度,电解液密度的大小，是判断蓄电池容量的重要标志。测量蓄电池电解液密度时，蓄电池应处于稳定状态。蓄电池充、放电或加注蒸馏水后，应静置半小时后再测量。,（1）用吸式密度计测量电解液密度，其测量过程（见下图）。测得的密度值应用标准温度（,+25,）予以校正（同时测量电解液温度）。不同温度条件下电解液密度修正值见下表。,1.6.2,蓄电池的技术状态检测,通过对各个单格电池电解液密度的测量，可以确定蓄电池是否失效。如果单格电池之间的密度相差,0.05,g/cm,3,，,则该电池失效。,（,2,）放电程度的判断,电解液密度与放电程度的关系是：密度每下降,0.01,g/cm,3,相当于蓄电池放电,6,，当判定蓄电池在夏季放电超过,50,，冬季放电超过,25,时不宜再继续使用，应及时进行补充充电，否则会使蓄电池早期损坏。,电解液温度（）,密度修正值（,g/cm,3,）,+40,+0.0113,+35,+0.0075,+30,+0.0037,+25,0,+20,0.0037,+15,0.0075,+10,0.0113,+5,0.0150,0,0.0188,5,0.0255,10,0.0263,1.6.2,蓄电池的技术状态检测,4,蓄电池开路电压的测量,测量蓄电池开路电压时，蓄电池应处于稳定状态，蓄电池充、放电或加注蒸馏水后，应静置半小时后再测量。蓄电池开路电压可用万用表的电压挡测量，将万用表的正、负表笔分别与蓄电池的正、负极相接即可。,蓄电池端电压可以反应蓄电池的存电程度，它们之间的关系见下表。,存电状态,(%),100,75,50,25,0,蓄电池电压,(,V),1,1.6,以上,1,1.4,12.2,12,11.9,以下,5,负荷试验检测,负荷试验要求被测蓄电池至少存电,75,以上，若电解液密度低于,1.22,g/cm,3,，,用万用表测得静止电动势不到,1,1.4V,，,应先充足电，再作测试。,（,1,）使用高率放电计检测,高率放电计的结构如右图所示。,1.6.2,蓄电池的技术状态检测,高率放电计是模拟起动机工作状态，检测蓄电池容量的仪表。它由一只电压表和一负载电阻组成。由于在检测时，蓄电池对负载电阻的放电电流可达,100,A,以上，所以，能比较准确判定蓄电池的容量和基本性能，是目前普遍使用的检测仪表。以,12,V,蓄电池为例，使用方法如下：,将高率放电计的正、负放电针分别压在蓄电池的正、负极柱上，保持,15,s,，,若电压保持在,9.6,V,以上，说明性能良好，若稳定在,11.6,10.6,V,，,说明存电充足，若电压迅速下降，说明蓄电池已经损坏。,注意：,此项测量不能连续进行，必须间隔,1,分钟后才可以再次检测，以防止蓄电池损坏。,（,2,）随车起动测试,在起动系正常的情况下，以起动机作为试验负荷。拔下分电器中央高压线并搭铁，将万用表置于电压挡，红、黑表笔分别接在蓄电池正、负极柱上，接通起动机,15,s,，,读取电压表读数，对于,12,V,蓄电池，应不低于,9.6,V,。,实训项目,2.1,蓄电池的充电,1,目标,掌握蓄电池初充电、补充充电的充电方法。,2,仪器与工具,（,1,）蓄电池,1,个，充电机,1,台。（,2,）玻璃杯、玻璃棒、密度计、温度计各,1,个。,（,3,）蒸馏水、浓硫酸（密度,1.835,g/cm,3,）,适量。,3内容,（,1,）电解液的配制：根据当地的气温条件，选择合适的电解液密度。配制电解液时，先用耐酸的容器装蒸馏水，然后将浓硫酸慢慢注入水中，同时用清洁的玻璃棒搅拌，使其混合均匀。测量其密度和温度，若不符合要求，适当调整，直至合格为止。,（,2,）蓄电池的初充电：现在汽车普遍采用干荷电蓄电池，所以初次使用只需按规定加足电解液后，静置,30,min,即可装车使用。,（,3,）蓄电