1 功用 1、发动机起动时,向起动机和点火系供电,这是汽车上蓄电池的主要用途。汽油机起动电流200~600A;柴油机起动电流高达1000A。起动时间约为5~10秒。2、发电机不发电或电压较低时,向用电设备供电。3、发电机过载时,协助发电机向用电设备供电。4、储存发电机的过余能量。5、相当于一个大的电容器,吸收电路中的瞬时高压,这点在现代电控汽车中尤为重要(发动机绝不允许脱开蓄电池运转)。2 蓄电池的品种 蓄电池按市场现有蓄电池的品种大致可分为两种:传统的铅酸蓄电池和近些年来刚在国内普及使用的免维护型蓄电池。 铅酸蓄电池是由正负极板、隔板、壳体、电解液和接线桩头等组成,其放电的化学反应是依靠正极板活性物质和负极板活性物质在电解液(稀硫酸溶液)的作用下进行,其中极板的栅架是用铅锑合金制造。传统蓄电池在使用过程中会发生减液现象,这是由于栅架上的锑会污染负极板上的铅,造成水的过度分解,大量氧气和氢气分别从正负极板上逸出,使电解液减少。 免维护蓄电池是用铅钙合金制造,由于蓄电池采用了铅钙合金做栅架,所以充电时产生的水分解量少,水分蒸发量也低,加上外壳采用密封结构,释放出来的硫酸气体也很少,所以它与传统蓄电池相比,具有不需添加任何液体,对接线桩头、电线和车身腐蚀少,抗过充电能力强,起动电流大,电量储存时间长等优点,近些年在国内很受青睐。3 蓄电池使用保养注意事项 1.蓄电池长久不用,它会慢慢自行放电,直至报废。 因此,每隔一定时间就应启动一次汽车,给蓄电池充电。另一个办法就是将蓄电池上的两个电极拔下来,需注意的是从电极柱上拔下正、负两根电极线,要先拔下负极线,或卸下负极和汽车底盘的连接。然后再拔去带有正极标志(+)的另一端,蓄电池有一定的使用寿命,到一定的时期就要更换。在更换时同样要遵循上述次序,不过在把电极线接上去时,次序则恰恰相反,先接正极,然后再接负极。 2.当电流表指针显示蓄电量不足时,要及时充电。 蓄电池的蓄电量可以在仪表板上反映出来。有时在路途中发现电量不够了,发动机又熄火启动不了,作为临时措施,可以向其他的车辆求助,用它们车辆上的蓄电池来发动车辆,将两个蓄电池的负极和负极相连,正极和正极相连。 3.电解液的密度应按照不同的地区、不同的季节按照标准进行相应的调整。 4.在亏电解液时应补充蒸馏水或专用补液。 切忌用饮用纯净水代替。因为纯净水中含有多种微量元素,对蓄电池会造成不良影响。 5.在启动汽车时,不间断地使用启动机会导致蓄电池因过度放电而损坏。 正确的使用办法是每次发动车的时间总长不超过5秒,再次启动间隔时间不少于15秒。在多次启动仍不着车的情况下应从电路、点火线圈或油路等其他方面找原因。 6.日常行车时应经常检查蓄电池盖上的小孔是否通气。 倘若蓄电池盖小孔被堵,产生的氢气和氧气排不出去,电解液膨胀时,会把蓄电池外壳撑破,影响蓄电池寿命。 7.检查电池的正、负级有无被氧化的迹象。可以用热水时常浇电瓶的电线连接处。 8.检查电路各部分有无老化或短路的地方。防止电池因为过度放电而提前退役。4 构造与型号 一、蓄电池的构造 铅酸蓄电池由极板、隔板、外壳、电解液等组成。蓄电池内有3或6格,每个单格为2V。 1、极板组(蓄电池的核心)(1)极板 a、栅架:一般采用铅锑合金浇铸而成(含锑6%左右);加锑目的;含锑负作用;向铅低锑合金、铅锑砷合金方向发展。b、铅膏涂料:铅粉和稀硫酸形成的膏状物。 (2)活性物质 极板经化成处理,形成正极板和负极板,铅膏成为活性物质。a、正极板活性物质:PbO2,深棕色。 b、负极板活性物质:海绵状纯铅(Pb),青灰色。 正极板活性物质脱落和栅架腐蚀是蓄电池寿命的决定因素。故正极板要比负极板厚。负极板为正极板的70~80%厚。一般:正极板:2.2~2.4mm 1.6~1.8mm 负极板:1.6~1.8mm 1.2~1.4mm (3)极板组 a、将多片正极板并联安装形成正极板组 b、将多片负极板并联安装形成负极板组。(4)每单格中,负极板总比正极板多一片:使正极板两侧放电均匀,减轻正极板的翘曲和活性物质的脱落。 2、隔板(1)功用:防止正负极板短路。(2)材料:木质、微孔橡胶、微孔塑料。(3)安装:若隔板一面平整,一面带有沟槽,则带槽面朝正极板。 3、电解液(1)组成:纯硫酸和蒸馏水配制而成(电解液密度要求范围:1.24~1.31g/cm3)。(2)电解液为换季使用产品 a、同一地区,冬季使用的电解液密度一般比夏季高。b、冬季在保证电解液不结冰的前提下,尽可能采用稍低密度的电解液。 4、壳体(1)材料:硬橡胶(黑色)或聚丙烯塑料(白色)。(2)结构:由3个或6个单格组成,互不相通,有的壳体底部有凸筋。 5、连接条(1)外露式连接条(2)内部穿壁式连接条:连接短、省材料、内阻小、起动性能好。 6、加液孔盖:注意保持通气孔的畅通。 7、接线柱(1)正极接线柱:标“+”。(2)负极接线柱:标“-”。 4.1 二、型号1:表示单格数,不可省略。2:表示蓄电池用途,如Q为起动型,不可省略。3:表示蓄电池的特征,如A表示干荷电式蓄电池。可省略,省略时表示普通干封式蓄电池。 干荷电式蓄电池:其极板组在干燥状态下能长期保存在制造过程中所得到的电荷,所以干荷电式蓄电池在保存期内(两年)如需使用,只要灌入符合规定密度的电解液,搁置30min,调整液面高度至规定值,无需初充电,即可使用,是应急的理想电源。4:表示20h放电率额定容量,单位为A?h,不可省略。5:表示蓄电池特殊性能,如G为高起动率、D为低温起动性能好。可省略,省略时表示为普通型蓄电池。例:3-Q-105,6-QA-105,6-QA-105G,6-Q-105D。 4.2 三、免维护蓄电池1、结构特点(1)栅架为铅低锑合金或铅钙合金,失水量少、自放电小。(2)采用袋式隔板,防止短路。(3)通气孔采用新型安全的通气装置和气体收集器,有的通气塞中还装有催化剂钯,减少了水的消耗和电解液的蒸发。(4)采用穿壁式连接条,减小内阻。(5)壳体为聚丙烯塑料,底部无凸筋,电解液量增加。 2、优点(1)使用中不需加注蒸馏水或很少加注蒸馏水。(2)自放电少,容量保持时间长。(3)使用寿命长 (4)接线柱腐蚀小。(5)内阻小,起动性能好。 4.3 蓄电池的工作原理和特性(双硫化理论)一、电动势的建立 1、负极板:Pb(少量溶解)→ Pb2 2e 2、正极板:PbO2(少量) 2H2O→Pb(OH)4 Pb(OH)4→Pb4 4OH- 3、E0≈2.0-(-0.1)≈2.1V 二、蓄电池充放电的总反应式为:PbO2 Pb 2H2SO42PbSO4 2H2O 结论:1、随着放电进行,电解液相对密度逐渐降低;随着充电进行,电解液相对密度逐渐上升。因此可以通过测量电解液密度的方法来判断蓄电池的充放电程度。(电解液密度每下降0.01g/cm3,相当于蓄电池放电6%)2、 用薄型极板,增加多孔性,提高极板活性物质的利用率是蓄电池工业的发展方向。3、不能过充电。 三、E0和R0 1、E0 E0=0.84+ρ25℃,ρ25℃=ρt β(t?C25),β=0.00075 2、R0(较小)(1)极板电阻(2)隔板电阻(3)电解液电阻:与电解液相对密度和温度有关(适当降低电解液相对密度和提高电解液温度,对降低蓄电池的内阻很有意义,尤其是在冬季)。当密度为1.208时,电解液电阻相对较小。(4)连接条电阻(5)接线柱电阻:与使用、保养关系极大。一般可用触摸接线柱在蓄电池放电后的温度判断连接、接触性能的好坏(若电阻大,则热量多、温度高)。 4.4 四、放电特性 放电终了特征1、电解液密度降至最小许可值(为1.11g/cm3)。2、单格电压降至放电终止电压(以20h放电率放电,单格电压降至1.75V)。 4.5 五、充电特性 充电终了特征1、产生大量气泡,出现“沸腾”现象。 2、U、ρ上升至最大值,且2h内不再增加。 4.6 六、容量1、含义:对外供电能力。2、定义:C=If•tf,即在允许的放电范围内所输出的电量,单位为A•h。 3、种类 (1) 额定容量 (2)额定储备容量 (3)起动容量 a、常温起动容量:为额定容量的1/4。 b、低温起动容量:为额定容量的1/8。 4.7 七、影响容量的因素1、极板的构造 2、放电电流:放电电流越大,容量越小。在起动时必须严格控制起动时间,每次起动时间不得超过5s,相临两次起动之间应有15s以上的间隔,以保护蓄电池。3、电解液温度:电解液温度越低,容量越小。在寒冷地区的冬季,应注意蓄电池的保温和升温,以便顺利起动。4、电解液密度:电解液密度为1.23时容量最大。一般情况下,电解液相对密度偏低些为好,有利于提高放电电流和容量,冬季在不使电解液结冰的前提下,也应尽可能采用稍低些的电解液相对密度。 5 使用 一、蓄电池的正确使用 二、蓄电池的维护 1、经常检查蓄电池放电程度,超过规定立即补充充电。2、充电电流不宜过大,尤其是充电后期要减小充电电流。 3、定期检查和调整电解液的密度及液面高度。4、经常清除蓄电池盖上的灰尘泥土,擦去电池顶上的电解液,透通加孔盖上的气孔,清除接线柱和导线接头上的氧化物。5、蓄电池先拆负极线,再拆正极线;安装正好相反,先装正极线,再装负极线。6、不能将金属工具放在蓄电池上,避免短路。 三、充电方法 1、定流充电 (1)定义:在充电过程中,使充电电流保持恒定的充电方法(阶段性恒定)。(2)特点:a、为保持Ic恒定,充电电压应随时调整。b、一般分阶段进行。c、充电时间长,效率较低。d、适应性广,充电效果好。e、不同额定电压、不同额定容量的电池可串联在一起充电,串联的单格电池总数不应超过n= (Uc为充电机的额定电压)。 确定充电电流大小时,应以最小额定容量来选定。 2、定压充电 (1)定义:在充电过程中,使充电电压保持恒定的充电方法(无阶段性)。 (2)特点:a、充电设备指示电流随充电时间而下降,直至为0。 b、充电时间短,效率较高。c、适应性不广。 d、相同额定电压的蓄电池可并联在一起充电,一般以支路单格数n×2.5V确定充电电压的大小。 3、快速充电 四、充电种类1、初充电:对新电池或更换极板的电池的首次充电。(1)一般采用定电流充电法。(2)步骤 a、配制或选择电解液 b、加注电解液(液面高出极板上沿10~15mm) c、开始充电(第一阶段的充电电流约为额定容量的1/15,第二阶段充电电流减半。打开蓄电池加液孔盖) d、调节电解液相对密度 2、补充充电:蓄电池在车辆上使用时,常有充电不足的现象,应根据需要进行补充充电,一般每月一次。 (1)定流或定压充电法,可按实际情况选定。(2)定流充电步骤:方法和初充电相同,只是第一阶段的充电电流为额定容量的1/10、第二阶段充电电流减半。 五、蓄电池常见故障的诊断 1、极板硫化 (1)症状 a、极板上有白霜。b、放电时单格电压下降快,容量降低。c、充电时单格电压上升快,过早出现“沸腾”现象,电解液密度偏低。 (2)原因 a、蓄电池长期充电不足或放电后未及时充电。b、液面太低。c、电解液不纯、相对密度过高。d、气温变化大。 2、自行放电(1)症状:充足电的蓄电池在24h内损耗的电量超过了2%C20(无外接负荷)。(2)原因 a、电解液杂质多。b、蓄电池外壳不清洁。c、长期放置不用,使电解液下部密度比上部高。d、活性物质脱落,沉淀在下部过多而使极板短路。e、极板上活性物质和栅架(含锑)的材料不同。 3、蓄电池容量达不到规定要求 蓄电池技术状况的检查(有的蓄电池上有充电状态指示器:绿色表示充足电,变黑和深绿色表示存电不足,浅黄色或无色透明表示要更换蓄电池) 一、电解液液面高度检查 1、玻璃管测量法。 2、液面高度指示线法 3、加液孔观察判断法 二、放电程度的检查方法 1、电解液密度的检查:用吸式密度计测量电解液密度(需同时测出电解液的温度)密度每下降0.01g/cm3,相当于蓄电池放电6%。 若单格电解液密度相差在0.050 g/cm3时,蓄电池报废。2、用高率放电计测量放电电压6 实训 蓄电池技术状况的检查与充电 一、实训目的:掌握蓄电池技术状况的检查方法和充电操作方法。 二、实训设备:蓄电池、玻璃管、吸式密度计、高率放电计、温度计、充电机等。 三、实训内容与步骤 1、蓄电池技术状况的检查 (1)蓄电池的外表检查 a、检查蓄电池外壳是否有裂纹、破损及漏电解液现象。b、检查接线柱是否有氧化物。 c、加液孔盖是否有裂纹现象,通气孔是否畅通。 (2)液面高度检查 a、打开加液孔盖,将玻璃管伸入单格电池中,直到与防护板接触。b、用大姆指堵住玻璃管的上端口,提出液面,进行读数并记录。c、用相同方法检查其余单格,并记录数据。 (3)检查电解液密度 a、测量蓄电池每个单格的电解液温度,并进行记录。b、测量每个单格的电解液密度,并记录。c、换算成25℃时的电解液密度。 (4)用高率放电计测蓄电池电压判断蓄电池的放电程度 a、将高率放电计紧压在蓄电池单格极柱上,在电压表指针处于稳定状态时(5秒内),迅速读取电压值,并记录。b、将高率放电计紧压在蓄电池接线柱上,在电压表指针处于稳定状态时(20秒内),迅速读取电压值,并记录。 2、蓄电池的充电(1)确定充电方法:一般采用定流充电。(2)接线(3)确定充电电流(4)将充电机和要充电的蓄电池之间进行正确连接,同时将充电机上的电压调节旋钮调至最小位置。(5)接通交流电源至充电机的控制开关,打开充电机上的电源开关。(6)旋转充电机电压调节旋钮,同时观察电流表,使电流表指示出所选定的数值。(7)通过加液孔观察蓄电池内部情况。(8)用电压表测量蓄电池两端电压。(9)用密度计测量蓄电池的密度。7 汽车蓄电池的维护与保养 蓄电池是汽车必不可少的一部分,按市场现有蓄电池的品种大致可分为两种:传统的铅酸蓄电池和近些年来刚在国内普及使用的免维护型蓄电池。下面介绍的就是有关蓄电池在使用及保养方面需要注意的一些问题。 铅酸蓄电池是由正负极板、隔板、壳体、电解液和接线桩头等组成,其放电的化学反应是依靠正极板活性物质和负极板活性物质在电解液(稀硫酸溶液)的作用下进行,其中极板的栅架是用铅锑合金制造。传统蓄电池在使用过程中会发生减液现象,这是由于栅架上的锑会污染负极板上的铅,造成水的过度分解,大量氧气和氢气分别从正负极板上逸出,使电解液减少。 免维护蓄电池是用铅钙合金制造,由于蓄电池采用了铅钙合金做栅架,所以充电时产生的水分解量少,水分蒸发量也低,加上外壳采用密封结构,释放出来的硫酸气体也很少,所以它与传统蓄电池相比,具有不需添加任何液体,对接线桩头、电线和车身腐蚀少,抗过充电能力强,启动电流大,电量储存时间长等优点,近些年在国内很受青睐。 无论哪种蓄电池,长久不用它都会慢慢自行放电,直至报废。因此,每隔一定时间就应启动一次汽车,给蓄电池充电。另一个办法就是将蓄电池上的两个电极拔下来,需注意的是从电极柱上拔下正、负两根电极线,要先拔下负极线,或卸下负极和汽车底盘的连接。然后再拔去带有正极标志(十)的另一端,蓄电池有一定的使用寿命,到一定的时期就要更换。在更换时同样要遵循上述次序,不过在把电极线接上去时,次序则恰恰相反,先接正极,然后再接负极。 蓄电池的蓄电量可以在仪表板上反应出来。当电流表指针显示蓄电量不足时,要及时充电。有时在路途中发现电量不够了,发动机又熄火启动不了,作为临时措施,可以向其他的车辆求助,用它们车辆上的蓄电池来发动车辆,将两个蓄电池的负极和负极相连,正极和正极相连。 在启动汽车时,不间断地使用启动机会导致蓄电池因过度放电而损坏。正确的使用办法是每次发动车的时间总长不超过5秒,再次启动间隔时间不少于15秒。在多次启动仍不着车的情况下应从电路、点火线圈或油路等其他方面找原因。 对于湿式电瓶(铅酸蓄电池)来说,电解液的密度应根据不同地区、不同季节按照标准进行相应的调整。在亏电解液时应补充蒸馏水或专用补液,切忌用饮用纯净水代替,因为纯净水中含有多种微量元素,对蓄电池会造成不良影响。此外,日常行车时应经常检查蓄电池盖上的小孔是否通气,倘若蓄电池盖小孔被堵,产生的氢气和氧气排不出去,电解液膨胀时,会把蓄电池外壳撑破,影响蓄电池寿命。最后,应经常检查电池的正、负极有无被氧化的迹象,有的话可用热水时常浇电瓶的电线连接处。8 蓄电池正确充电的方法 当今汽车上的电动设备越来越多,车主在使用这些电动设备时,尽量不要让蓄电池超负荷工作。蓄电池的超负荷工作会减少蓄电池的寿命。掌握正确的蓄电池充电方法很重要。 首先将电池正极接电源正极,电池负极接电源负极。 然后初充电争两个阶段进行:首先用初充电电流充到电解液放出气泡,单格电压升到2.3~2.4V为止。然后将电流降为1/2初充电电流,继续充到电解液放出剧烈的气泡,比征和电压连续3h稳定不变为止。全部充电时间约为45~65h。 充电过程中应常测量电解液温度用电流减半、停止充电或冷却的方法,将温度控制在35~40℃,初充电完毕时,若电解液比重不合规定,应用蒸馏水或比重为1.4的电解液进行调整。调整后再充电2h,直至比重符合规定时为止。 提示:蓄电池一般二、三年更换一次。正确的蓄电池保养方法能保持蓄电池的正常的寿命,让你的电池“电力十足”。不仅让你省去了许多麻烦,更让您省了不停购买汽车蓄电池的银子。9 蓄电池的内容拓展 电动汽车蓄电池快速无损伤充电设计方案
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