汽车电气设备构造与维1 - 图文

《汽车电气设备构造与维修》实践指导书

实践一 电源系的使用与维修模块 任务一【实训内容】

实训课题1：蓄电池结构认识与技术性能检测 实训课题2：蓄电池充电 【目的要求】： 知识目标:

（1）熟悉蓄电池的构造和性能；

（2）认知蓄电池的特性及影响蓄电池性能的因素；

（3）掌握蓄电池充放电技术要求及蓄电池的正确使用与维护方法。 能力目标：

（1）会在车上熟练拆卸安装蓄电池； （2）会对蓄电池技术状况进行检查和维护； （3）会用充电机对蓄电池充电；

（4）会对蓄电池常见故障进行检测、诊断和排除。

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。同时，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。 类 优 点 缺 点 适 用 车 辆 型 结构简单；价格便宜；内阻铅酸蓄小；电压稳定；可以短时间比容量小；使用寿命相对一般车辆 电池 供给起动机强大的起动电较短 流 容量大；使用寿命长；维护镍碱蓄活性物质导电性差；价格使用时间长、可靠简单；能承受大电流放电而电池 较高 性高的车辆 不易损坏 电动车比容量大；无污染；充、放结构复杂；成本高 电动汽车 蓄电池 电性能好；使用寿命长 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。 类 特 点 型 普通铅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，初蓄电池 充电的时间较长，使用中需要定期维护。 干荷电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。在规定的铅蓄电保存期内，如需使用，只需按规定加入电解液，静置20～30min即可使池 用，使用中需要定期维护。 湿荷电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。在规定铅蓄电的保存期内，如需使用，只需按规定加入电解液，静置20～30min即可池 使用，使用中需要定期维护。 免维护使用中不需维护，可用3～4年不需补加蒸馏水，极桩腐蚀极少，自放蓄电池 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。 2.2 铅蓄电池

2.2.1 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

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

2.2.1 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。

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。

将正、负极板各一片浸入电解液中，可获得2V 左右的电动势。为了增大蓄电池的容量，常将多片正、 1－极板组总成 负极板分别并联，组成正、负极板组，如右下图所示。 2－负极板 在每个单格电池中，正极板的片数要比负极板少一片， 3－隔板 这样每片正极板都处于两片负极板之间，可以使正极 4－正极板 板两侧放电均匀，避免因放电不均匀造成极板拱曲。 5－极板联条 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，并参与蓄电池的硫 酸（H2SO4）与蒸馏水按一定比例配制而成，其密度一般为1.24～1.30g/cm3。

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 冬季温度低于－40℃地区 冬季温度高于－40℃地区 冬季温度高于－30℃地区 冬季温度高于－20℃地区 冬季温度高于0℃地区 完全充足电的蓄电池25℃时电解液的密度（g/cm3） 冬季 1.30 1.28 1.27 1.26 1.24 夏季 1.26 1.25 1.24 1.23 1.23

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。

2.2.2 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－QA－60代表额定电压12V、额定容量60A·h的起动型干荷电铅蓄电池。 第一部第二部分 第三部分 分 串联的蓄电池单格电蓄电池的类型 蓄电池的特征 的额定蓄电池的特殊性能 池数 容量 用大写的汉语拼音字用大写的汉语母表示 20h率放拼音字母表示 如：A--干荷电铅蓄电电率的如：Q--起动用用大写的汉语拼音字母表示 用阿拉池 额定容铅蓄电池 如：G--高起动率 伯数字H--湿荷电铅蓄电池 量，单位N--内燃机车D--低温性能好 表示 W--免维护铅蓄电池 为A·h，用蓄电池 S--塑料槽蓄电池 B--薄型极板 单位略M--摩托车用无字母--普通铅蓄电去不写。 蓄电池 池 2.3 蓄电池的容量及其影响因素 2.3.1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）电解液温度（见右上图）

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