第1章_汽車(chē)電源系統(tǒng).

1、第第1 1章章 汽車(chē)電源系統(tǒng)汽車(chē)電源系統(tǒng) 汽車(chē)電源系統(tǒng)由蓄電池和發(fā)電機(jī)及汽車(chē)電源系統(tǒng)由蓄電池和發(fā)電機(jī)及其調(diào)節(jié)器組成。二者并聯(lián)，見(jiàn)圖其調(diào)節(jié)器組成。二者并聯(lián)，見(jiàn)圖1 1：汽車(chē)蓄電池1.1鉛蓄電池構(gòu)造、工作原理、特性和技術(shù)參數(shù)鉛蓄電池構(gòu)造、工作原理、特性和技術(shù)參數(shù)1蓄電池的用途蓄電池的用途 蓄電池在下列情況下工作：蓄電池在下列情況下工作： （1）起動(dòng)時(shí)供電）起動(dòng)時(shí)供電 （2）發(fā)電不足時(shí)供電）發(fā)電不足時(shí)供電 （3）電網(wǎng)過(guò)載時(shí)供電）電網(wǎng)過(guò)載時(shí)供電 （4）充電）充電 （5）吸收瞬變過(guò)電壓，穩(wěn)定電網(wǎng)電壓）吸收瞬變過(guò)電壓，穩(wěn)定電網(wǎng)電壓l蓄電池的種類(lèi)很多，在汽車(chē)上廣泛采用鉛酸蓄電池的種類(lèi)很多，在汽車(chē)上廣泛采用鉛

2、酸蓄電池。蓄電池。2.普通蓄電池的構(gòu)造普通蓄電池的構(gòu)造u蓄電池由蓄電池由3個(gè)或個(gè)或6個(gè)單格電池串聯(lián)而成，每個(gè)單格串聯(lián)。個(gè)單格電池串聯(lián)而成，每個(gè)單格串聯(lián)。鉛蓄電池由極板、隔板、電解液、外殼等組成，如圖所示。鉛蓄電池由極板、隔板、電解液、外殼等組成，如圖所示。(1)極板組：極板組： 極板是蓄電池的核心部分，極板分為正極板和負(fù)極板是蓄電池的核心部分，極板分為正極板和負(fù)極板兩種。極板由柵架和活性物質(zhì)組成。極板兩種。極板由柵架和活性物質(zhì)組成。(2)隔板隔板 為了減少蓄電池的內(nèi)阻和尺寸，蓄電池內(nèi)部正負(fù)極板為了減少蓄電池的內(nèi)阻和尺寸，蓄電池內(nèi)部正負(fù)極板應(yīng)盡可能地靠近，但為了避免彼此接觸而短路，正負(fù)極板應(yīng)盡可

3、能地靠近，但為了避免彼此接觸而短路，正負(fù)極板之間要用隔板隔開(kāi)。之間要用隔板隔開(kāi)。(3)電解液電解液 電解液是硫酸的水溶液，密度一般為電解液是硫酸的水溶液，密度一般為1.24g/cm31.28g/cm3。(4)外殼外殼 蓄電池的外殼用來(lái)盛放電解液極板組及隔板。蓄電池的外殼用來(lái)盛放電解液極板組及隔板。(5)聯(lián)條聯(lián)條(6)加液孔蓋加液孔蓋鉛蓄電池的結(jié)構(gòu)如圖：鉛蓄電池的結(jié)構(gòu)如圖：外外 殼殼襯襯套套正正 極極 樁樁聯(lián)聯(lián)條條加液孔螺塞加液孔螺塞負(fù)負(fù) 極極 樁樁負(fù)負(fù) 極極 板板隔隔 板板隔隔 板板隔隔 板板負(fù)負(fù) 極極 板板封封 口口 料料 防防護(hù)護(hù)片片正正 極極 板板凸凸 筋筋正正 極極 板板電電 解解 液

4、液蓄電池型號(hào)識(shí)別型號(hào)規(guī)定： “ JB2599-85 鉛蓄電池產(chǎn)品型號(hào)編制方法” 串聯(lián)單格數(shù)電池類(lèi)型和特征額定容量如：6 Q A 60 S 6個(gè)單格特征（常見(jiàn)電池產(chǎn)品特征代號(hào)）G：高起動(dòng)率S：塑料殼D：低溫起動(dòng) 額定容量為60Ah漢語(yǔ)拼音qidong（起動(dòng)）的縮寫(xiě)，表示起動(dòng)蓄電池，以區(qū)別于拖動(dòng)蓄電池 工作原理工作原理 3.蓄電池的電化學(xué)反應(yīng)蓄電池的電化學(xué)反應(yīng)鉛蓄電池主要是由浸漬在電解液中的正極板（鉛蓄電池主要是由浸漬在電解液中的正極板（PbO2）、負(fù)極板）、負(fù)極板（海綿狀的純鉛（海綿狀的純鉛Pb）和電解液等組成的，電解液是硫酸）和電解液等組成的，電解液是硫酸（H2SO4）的水溶液，蓄電池中發(fā)生的

5、化學(xué)反應(yīng)是可逆的。）的水溶液，蓄電池中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)是可逆的。總的反應(yīng)方程式：總的反應(yīng)方程式：PbO2 + Pb + 2H2SO4 2PbSO4 + 2H2O（1）電勢(shì)的建立）電勢(shì)的建立負(fù)極：負(fù)極：Pb-2e Pb 2+ ,產(chǎn)生產(chǎn)生-0.1V電勢(shì)電勢(shì)正極：正極：PbO2 + 2H2O Pb (OH)4 Pb4+4OH-,產(chǎn)生產(chǎn)生2.0V電勢(shì)電勢(shì)反應(yīng)達(dá)到相對(duì)平衡狀態(tài)時(shí)，蓄電池的靜止電動(dòng)勢(shì)反應(yīng)達(dá)到相對(duì)平衡狀態(tài)時(shí)，蓄電池的靜止電動(dòng)勢(shì)E0約為：約為：E0=2.0-(-0.1)=2.1V。蓄電池工作原理PbO2(正極板)+ Pb(負(fù)極板)2H2SO4(電解液)2PbSO4(正、正極板)2H2O(電解液)

6、+放電充電+4.鉛蓄電池的主要技術(shù)參數(shù)鉛蓄電池的主要技術(shù)參數(shù)（1）靜止電動(dòng)勢(shì)）靜止電動(dòng)勢(shì)靜止電動(dòng)勢(shì)靜止電動(dòng)勢(shì)Ej是蓄電池在靜止?fàn)顟B(tài)下（不充電、是蓄電池在靜止?fàn)顟B(tài)下（不充電、不放電）正負(fù)極板的電位差（即開(kāi)路電壓），不放電）正負(fù)極板的電位差（即開(kāi)路電壓），其大小取決于電解液的相對(duì)密度和溫度。其大小取決于電解液的相對(duì)密度和溫度。Ej=0.84+15 C, 15 C= t + (t 15)（2）內(nèi)電阻）內(nèi)電阻蓄電池的內(nèi)電阻包括極板、隔板、電解液、鉛連蓄電池的內(nèi)電阻包括極板、隔板、電解液、鉛連接條的內(nèi)阻。接條的內(nèi)阻。鉛蓄電池的內(nèi)電阻一般很小，這樣可以獲得較大鉛蓄電池的內(nèi)電阻一般很小，這樣可以獲得較大的放

7、電電流。的放電電流。（3）蓄電池的放電、充電特性）蓄電池的放電、充電特性（3）蓄電池的容量及其影響因素）蓄電池的容量及其影響因素鉛蓄電池的容量鉛蓄電池的容量 蓄電池的容量標(biāo)志著蓄電池對(duì)外供蓄電池的容量標(biāo)志著蓄電池對(duì)外供電能力，一只完全充足電的蓄電池所能夠輸出的電電能力，一只完全充足電的蓄電池所能夠輸出的電量稱(chēng)為蓄電池的容量，單位：量稱(chēng)為蓄電池的容量，單位：A.h。Q= If .t(A.h)標(biāo)稱(chēng)容量有兩種：標(biāo)稱(chēng)容量有兩種：A額定容量：是指完全充足的蓄電池在電解液平均溫度額定容量：是指完全充足的蓄電池在電解液平均溫度在在30情況下，以情況下，以20h放電率放電至單格電壓降至放電率放電至單格電壓降至

8、1.75V時(shí)所輸出的電量。時(shí)所輸出的電量。例如：例如：6-Q-105型蓄電池在電解液型蓄電池在電解液30 C以以5.25A放電電放電電流，連續(xù)放電流，連續(xù)放電20h，單格電壓降至，單格電壓降至1.75V，它的額定，它的額定容量：容量：Q=5.2520=105A.hB起動(dòng)容量：它表示蓄電池在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)的供電能力，起動(dòng)容量：它表示蓄電池在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)的供電能力，一般分為常溫起動(dòng)容量和低溫起動(dòng)容量?jī)煞N。一般分為常溫起動(dòng)容量和低溫起動(dòng)容量?jī)煞N。影響蓄電池容量的因素影響蓄電池容量的因素A極板的構(gòu)造等制造因素極板的構(gòu)造等制造因素B放電電流放電電流 放電電流越大，容量越小。放電電流越大，容量越小。 必須嚴(yán)

9、格控制起動(dòng)時(shí)間，每次起動(dòng)的時(shí)間不得超必須嚴(yán)格控制起動(dòng)時(shí)間，每次起動(dòng)的時(shí)間不得超過(guò)過(guò)5S，而且相臨兩次起動(dòng)應(yīng)有，而且相臨兩次起動(dòng)應(yīng)有15S的休息。的休息。C電解液的溫度電解液的溫度 電解液的溫度越低，電解液的粘度電解液的溫度越低，電解液的粘度越大，電解液的滲透能力下降，同時(shí)，電解液的越大，電解液的滲透能力下降，同時(shí)，電解液的電離程度也降低，致使蓄電池的容量降低。電離程度也降低，致使蓄電池的容量降低。D電解液的密度電解液的密度 電解液密度適中時(shí)，蓄電池的容量電解液密度適中時(shí)，蓄電池的容量最大。最大。5、鉛蓄電池的充電、鉛蓄電池的充電（1）充電方法）充電方法 蓄電池的充電方法有定流充電、定壓充電和快

10、速脈蓄電池的充電方法有定流充電、定壓充電和快速脈沖充電等幾種。沖充電等幾種。定流充電定流充電 在充電過(guò)程中，充電電流保持在充電過(guò)程中，充電電流保持定的充電方法稱(chēng)為定定的充電方法稱(chēng)為定流充電。流充電。u 充電過(guò)程分兩個(gè)階段，第一階段是從接上電源到單格電壓上升充電過(guò)程分兩個(gè)階段，第一階段是從接上電源到單格電壓上升至至24V時(shí)，并且開(kāi)始冒出氣泡。第二階段是將第一階段充電電時(shí)，并且開(kāi)始冒出氣泡。第二階段是將第一階段充電電流減半，一直至充足為止。如圖所示。流減半，一直至充足為止。如圖所示。u 采用定流充電的優(yōu)點(diǎn)是：適應(yīng)性廣，可任選充電電流大小，有采用定流充電的優(yōu)點(diǎn)是：適應(yīng)性廣，可任選充電電流大小，有利于

11、延長(zhǎng)蓄電池壽命；缺點(diǎn)是需經(jīng)常調(diào)節(jié)充電電流，同時(shí)充電時(shí)利于延長(zhǎng)蓄電池壽命；缺點(diǎn)是需經(jīng)常調(diào)節(jié)充電電流，同時(shí)充電時(shí)間長(zhǎng)。間長(zhǎng)。定壓充電定壓充電 蓄電池在充電過(guò)程中，電源電壓保持不變的充電方法蓄電池在充電過(guò)程中，電源電壓保持不變的充電方法稱(chēng)為定壓充電。稱(chēng)為定壓充電。u 定壓充電的優(yōu)點(diǎn)是：充電時(shí)間短，充電過(guò)程中不需要有人照管，定壓充電的優(yōu)點(diǎn)是：充電時(shí)間短，充電過(guò)程中不需要有人照管，車(chē)上充電。缺點(diǎn)是：不適合初充電和去硫化充電；車(chē)上充電。缺點(diǎn)是：不適合初充電和去硫化充電；u 采用定壓充電：對(duì)于采用定壓充電：對(duì)于12V的蓄電池，電源電壓調(diào)在的蓄電池，電源電壓調(diào)在15V左右。左右。快速充電快速充電u使用快速充電

12、技術(shù)，新蓄電池初充電使用快速充電技術(shù)，新蓄電池初充電般不超過(guò)般不超過(guò)5h，補(bǔ)充充電也只需，補(bǔ)充充電也只需l2h，大大縮短充電時(shí)間，大大縮短充電時(shí)間，提高了效率。提高了效率。u在充電后期的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中，電池兩極之間的在充電后期的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中，電池兩極之間的電位差會(huì)高于兩極活性物質(zhì)的平衡電極電位電位差會(huì)高于兩極活性物質(zhì)的平衡電極電位(每單每單格為格為21V)，這種現(xiàn)象稱(chēng)為，這種現(xiàn)象稱(chēng)為“極化極化”。u極化是阻礙蓄電池充電過(guò)程中電化學(xué)反應(yīng)正常進(jìn)極化是阻礙蓄電池充電過(guò)程中電化學(xué)反應(yīng)正常進(jìn)行的主要因素，也影響充電接受能力。行的主要因素，也影響充電接受能力。u產(chǎn)生極化的原因有：歐姆極化；濃差極化；電化

13、產(chǎn)生極化的原因有：歐姆極化；濃差極化；電化學(xué)極化。學(xué)極化。u脈沖快速充電。在大電流充電中，實(shí)行短暫的停脈沖快速充電。在大電流充電中，實(shí)行短暫的停充電，在停充電中加入放電脈沖。就是脈沖快速充電，在停充電中加入放電脈沖。就是脈沖快速充電的基本方法。充電的基本方法。 （2）充電種類(lèi)及規(guī)范）充電種類(lèi)及規(guī)范初充電初充電 初充電的程序如下：配制或選擇電初充電的程序如下：配制或選擇電解液；加注電解液；開(kāi)始充電；調(diào)節(jié)電解解液；加注電解液；開(kāi)始充電；調(diào)節(jié)電解液相對(duì)密度；進(jìn)行液相對(duì)密度；進(jìn)行12次充放電循環(huán)。次充放電循環(huán)。補(bǔ)充充電補(bǔ)充充電 進(jìn)行補(bǔ)充充電時(shí)，按表中規(guī)定進(jìn)進(jìn)行補(bǔ)充充電時(shí)，按表中規(guī)定進(jìn)行。行。去硫化充電

14、去硫化充電鍛煉循環(huán)充電。鍛煉循環(huán)充電。1.2 普通鉛蓄電池的使用與維護(hù)1.蓄電池的維護(hù)蓄電池的維護(hù)為了使鉛蓄電池經(jīng)常處于完好狀態(tài)延長(zhǎng)其使用壽命，工作：為了使鉛蓄電池經(jīng)常處于完好狀態(tài)延長(zhǎng)其使用壽命，工作：1)大電流放電時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，使用起動(dòng)機(jī)，不超過(guò)大電流放電時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，使用起動(dòng)機(jī)，不超過(guò)5s，相鄰，相鄰15s。3)盡量避免蓄電池過(guò)放電和長(zhǎng)期處于欠充電狀態(tài)下工作。盡量避免蓄電池過(guò)放電和長(zhǎng)期處于欠充電狀態(tài)下工作。24h內(nèi)充電。內(nèi)充電。4)冬季使用鉛蓄電池：冬季使用鉛蓄電池：保溫。保溫。保持充足電狀態(tài)，以免結(jié)冰。保持充足電狀態(tài)，以免結(jié)冰。在不結(jié)冰的前提下，盡可能采用偏低的電解液相對(duì)密度，在不結(jié)冰的

15、前提下，盡可能采用偏低的電解液相對(duì)密度，加蒸餾水時(shí)只能在充電前進(jìn)行。加蒸餾水時(shí)只能在充電前進(jìn)行。冷車(chē)起動(dòng)前，注意發(fā)動(dòng)機(jī)的預(yù)熱。冷車(chē)起動(dòng)前，注意發(fā)動(dòng)機(jī)的預(yù)熱。 2.蓄電池使用中的技術(shù)狀態(tài)檢查蓄電池使用中的技術(shù)狀態(tài)檢查汽車(chē)每行駛汽車(chē)每行駛1000km，或，或冬季冬季10-15天，夏季天，夏季5-6天，做下列檢查：天，做下列檢查：（1）電解液液面高度的）電解液液面高度的檢查檢查玻璃管玻璃管 下端液柱長(zhǎng)度為下端液柱長(zhǎng)度為1015mm （2）蓄電池的放電程度檢查）蓄電池的放電程度檢查1)用吸式密度計(jì)測(cè)量電解液密度用吸式密度計(jì)測(cè)量電解液密度每減少每減少001，相當(dāng)于蓄電池，相當(dāng)于蓄電池放電放電62)用高率

16、放電計(jì)測(cè)量放電電壓用高率放電計(jì)測(cè)量放電電壓模擬接入起動(dòng)機(jī)負(fù)荷，模擬接入起動(dòng)機(jī)負(fù)荷，判斷蓄電池的放電程判斷蓄電池的放電程度和起動(dòng)能力。度和起動(dòng)能力。3.3.普通鉛蓄電池的常見(jiàn)故障普通鉛蓄電池的常見(jiàn)故障普通鉛蓄電池正常使用時(shí)，壽命可達(dá)兩年。普通鉛蓄電池正常使用時(shí)，壽命可達(dá)兩年。故障：內(nèi)部故障和外部故障故障：內(nèi)部故障和外部故障主要說(shuō)明常見(jiàn)的內(nèi)部故障：極板硫化、活性物質(zhì)脫落、自行放電。主要說(shuō)明常見(jiàn)的內(nèi)部故障：極板硫化、活性物質(zhì)脫落、自行放電。1 1、極板硫化、極板硫化極板上生成白色粗晶粒硫酸鉛的現(xiàn)象稱(chēng)為極板上生成白色粗晶粒硫酸鉛的現(xiàn)象稱(chēng)為“硫化硫化”。這種粗晶粒硫酸鉛。這種粗晶粒硫酸鉛導(dǎo)電性能很差，孔

17、隙變小，阻礙反應(yīng)。嚴(yán)重硫化后，在充電時(shí)電壓上升導(dǎo)電性能很差，孔隙變小，阻礙反應(yīng)。嚴(yán)重硫化后，在充電時(shí)電壓上升快。快?！胺序v沸騰”早。密度達(dá)不到規(guī)定值。放電時(shí)，電壓急劇下降。早。密度達(dá)不到規(guī)定值。放電時(shí)，電壓急劇下降。硫化原因：硫化原因：1 1）長(zhǎng)期充不足電或放電后未及時(shí)充電，）長(zhǎng)期充不足電或放電后未及時(shí)充電，溫度變化硫酸鉛發(fā)生結(jié)晶現(xiàn)象。溫度變化硫酸鉛發(fā)生結(jié)晶現(xiàn)象。2 2）電解液液面過(guò)低。）電解液液面過(guò)低。3 3）過(guò)放電或小電流深度放電，硫酸鉛深入到極板內(nèi)層，充電不能恢復(fù)。）過(guò)放電或小電流深度放電，硫酸鉛深入到極板內(nèi)層，充電不能恢復(fù)。4 4）電解液不純，相對(duì)密度過(guò)高和氣溫劇烈變化等。）電解液不純

18、，相對(duì)密度過(guò)高和氣溫劇烈變化等。2 2、活性物質(zhì)脫落、活性物質(zhì)脫落 正極板上的二氧化鉛脫落。混濁并呈褐色。充電時(shí)自正極板上的二氧化鉛脫落?；鞚岵⒊屎稚?。充電時(shí)自底部上升、電壓上升過(guò)快、沸騰過(guò)早、密度上升緩慢；放電時(shí)，底部上升、電壓上升過(guò)快、沸騰過(guò)早、密度上升緩慢；放電時(shí)，電壓下降過(guò)快、容量下降。電壓下降過(guò)快、容量下降。措施：措施：避免過(guò)充電和大電流長(zhǎng)時(shí)間充、放電；避免振動(dòng)；車(chē)上避免過(guò)充電和大電流長(zhǎng)時(shí)間充、放電；避免振動(dòng)；車(chē)上安裝牢固。安裝牢固。3 3、自行放電、自行放電無(wú)負(fù)載狀態(tài)下，電量自行消失的現(xiàn)象。無(wú)負(fù)載狀態(tài)下，電量自行消失的現(xiàn)象。原因：原因：1 1）電解液不純。）電解液不純。 2 2）電池頂部不清潔、存有電解液）電池頂