項(xiàng)目一 蓄電池

第一章、蓄電池準(zhǔn)時(shí),不缺席Punctual禁止抽煙Safe認(rèn)真聽,不玩手機(jī)Careful不吵鬧,不睡覺Active保潔凈,不吃食Clean規(guī)范著裝Uniform主要內(nèi)容認(rèn)識(shí)汽車電氣系統(tǒng)蓄電池構(gòu)造與型號(hào)工作原理和特性蓄電池的容量蓄電池的充電常見故障維護(hù)與使用免維護(hù)蓄電池汽車電源系統(tǒng)包括蓄電池、交流發(fā)電機(jī)及調(diào)節(jié)器。在汽車裝備的蓄電池和發(fā)電機(jī)這兩個(gè)電源中，蓄電池是輔助電源，發(fā)電機(jī)是主要電源。當(dāng)汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)不工作時(shí)，由蓄電池供電；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，由發(fā)電機(jī)供電。調(diào)節(jié)器是一種電壓調(diào)節(jié)裝置，其功用是在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速變化時(shí)自動(dòng)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的輸出電壓并使之保持穩(wěn)定。

汽車電氣系統(tǒng)的組成1電源系統(tǒng)現(xiàn)代汽車電氣系統(tǒng)由電源系統(tǒng)、起動(dòng)系統(tǒng)、點(diǎn)火系統(tǒng)、照明與信號(hào)系統(tǒng)、信息顯示系統(tǒng)、輔助電氣系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)以及汽車電氣設(shè)備總線路組成。概述汽車起動(dòng)系統(tǒng)包括起動(dòng)機(jī)及其控制裝置，用來(lái)起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。起動(dòng)系統(tǒng)汽油發(fā)動(dòng)機(jī)裝備有點(diǎn)火系統(tǒng)，其功用是產(chǎn)生高壓電火花，點(diǎn)燃汽缸內(nèi)的可燃性氣體。而柴油發(fā)動(dòng)機(jī)在壓縮沖程末期，吸入缸內(nèi)的溫度已經(jīng)超過柴油的燃點(diǎn)，從噴油器噴出的霧狀柴油遇到熱空氣就會(huì)立刻燃燒，因此不需要裝備點(diǎn)火系統(tǒng)。點(diǎn)火系統(tǒng)汽車照明系統(tǒng)包括車內(nèi)外各種照明燈，用以提供夜間或霧天安全行車必需的燈光照明。汽車信號(hào)系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)向信號(hào)燈、轉(zhuǎn)向指示燈、閃光器、制動(dòng)信號(hào)燈、倒車燈、喇叭等，用來(lái)提供安全行車所必需的信號(hào)。照明與信號(hào)系統(tǒng)汽車空調(diào)系統(tǒng)包括制冷、采暖、通風(fēng)、空氣加濕裝置等，用來(lái)保持車內(nèi)適宜的溫度和濕度，從而保持車內(nèi)空氣清新?？照{(diào)系統(tǒng)汽車電氣設(shè)備總線路包括汽車導(dǎo)線、線束、連接器、各種控制開關(guān)、保護(hù)裝置、中央繼電器集線盒等，將全車線路構(gòu)成了一個(gè)整體。汽車電氣設(shè)備總線路（1）直流由于汽車上的蓄電池是直流電源，且蓄電池放電后必須采用直流電源對(duì)其充電，故汽車上的發(fā)電機(jī)也必須輸出直流電。因此，汽車上采用直流電。

汽車電氣系統(tǒng)的特點(diǎn)2汽車電氣系統(tǒng)具有以下四個(gè)特點(diǎn)：（2）低壓汽車電氣系統(tǒng)標(biāo)稱電壓有12V，24V兩種，汽油車普遍采用12V電氣系統(tǒng)，柴油車大多采用24V電氣系統(tǒng)。采用低壓電氣系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)是安全。（3）單線制單線制是指從電源到用電設(shè)備只用一根導(dǎo)線連接，并利用汽車發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤和車身等金屬機(jī)件作為各種用電設(shè)備的另一根公用導(dǎo)線。任何一個(gè)用電設(shè)備中的電流都是從電源的正極出發(fā)，經(jīng)導(dǎo)線流入用電設(shè)備后，通過金屬機(jī)件流回電源負(fù)極形成回路。（4）負(fù)極搭鐵搭鐵是指采用單線制時(shí)，將蓄電池的一個(gè)電極連接到發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤和車身等金屬機(jī)件上。若蓄電池的負(fù)極與金屬機(jī)件連接，則稱為負(fù)極搭鐵；反之，若蓄電池的正極與金屬車體連接，則稱為正極搭鐵。我國(guó)汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，汽車電氣系統(tǒng)統(tǒng)一為負(fù)極搭鐵?！?-1、概述蓄電池（俗稱“電瓶”）是一種將化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能的裝置，是可逆的低壓直流電源。一、蓄電池的分類鉛酸蓄電池鎳堿蓄電池普通蓄電池免維護(hù)蓄電池干荷電蓄電池膠體蓄電池鐵鎳蓄電池鎘鎳蓄電池二、蓄電池的作用在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，向起動(dòng)機(jī)、點(diǎn)火系統(tǒng)等主要用電設(shè)備供電。在發(fā)動(dòng)機(jī)不運(yùn)行或低速運(yùn)行時(shí)，蓄電池向各種用電設(shè)備供電。當(dāng)用電設(shè)備過多、用電量超過發(fā)電機(jī)的供電能力時(shí)，蓄電池協(xié)助發(fā)電機(jī)向各種用電設(shè)備供電。穩(wěn)定電壓的作用。蓄電池相當(dāng)于一個(gè)大電容，可以吸收電路中瞬間的過電壓，以保護(hù)用電設(shè)備。§1-2、蓄電池的構(gòu)造與型號(hào)一、蓄電池的構(gòu)造

汽車常用的蓄電池為鉛酸蓄電池，12V的蓄電池由6個(gè)單格蓄電池串聯(lián)而成，每個(gè)單格蓄電池的標(biāo)稱電壓為2V，充滿電時(shí)為2.1V。

鉛酸蓄電池由極板、隔板、電解液和殼體組成。1、極板與極板組蓄電池的極板分為正極板和負(fù)極板，它們都以鉛—銻合金澆鑄成的柵架為骨架，在柵架上填充活性物質(zhì)制成極板。極板結(jié)構(gòu)活性物質(zhì)正極板上的活性物質(zhì)是深棕色的二氧化鉛(PbO2)，負(fù)極板上的活性物質(zhì)是海綿狀、青灰色的純鉛(Pb)。普通型放射型

目前，蓄電池采用的柵架有二種，一種為普通型，另一種為放射型。其中放射型柵架具有輸出電流大、內(nèi)阻小的特點(diǎn)，在新型蓄電池中采用。極板組單格蓄電池極板組12V蓄電池極板組

為了增大蓄電池的容量，每個(gè)單格蓄電池都由多個(gè)正、負(fù)極板組成極板組。每個(gè)正極板都處于兩片負(fù)極板之間，使正極板兩側(cè)充、放電均勻。正、負(fù)極板之間裝有絕緣隔板，以防止極板之間短路。隔板應(yīng)具有多孔性，以便電解液的自由滲透。隔板采用耐酸性和抗堿性的木質(zhì)、微孔橡膠、微孔塑料及浸樹脂紙質(zhì)材料制成。

近年來(lái)，還將微孔塑料隔板做成袋狀，緊包在正極板的外部，防止活性物質(zhì)的脫落。2、隔板電解液是由化學(xué)純的硫酸（H2SO4）和蒸餾水（H2O）按一定比例配制而成的硫酸水溶液（密度為1.24～1.31克/立方厘米）。64%蒸餾水H2O+36%硫酸H2SO4=電解液密度：1.000密度：1.835密度：1.265

電解液密度對(duì)蓄電池的容量和壽命影響大。密度大可以提高蓄電池的容量，減少結(jié)冰的危險(xiǎn)；但粘度增加，流動(dòng)性變差，使蓄電池的容量下降，而且腐蝕作用增強(qiáng)，降低極板和隔板的壽命。3、電解液

殼體采用耐酸、耐熱和耐震的硬橡膠或聚丙稀塑料制成整體式結(jié)構(gòu)，殼體內(nèi)分成６個(gè)互不相通的單格，每個(gè)單格內(nèi)裝有極板組和電解液組成一個(gè)單格的蓄電池。

殼體的底部有凸起的筋，用來(lái)支撐極板組，并使極板上脫落下來(lái)的活性物質(zhì)落入凹槽中，防止極板短路。4、殼體二、蓄電池的規(guī)格型號(hào)

蓄電池的型號(hào)按JB/T2599-1993《鉛酸蓄電池產(chǎn)品型號(hào)編制方法》的規(guī)定，組成如下：ⅠⅡⅢ額定容量（安·時(shí)/A·h）類型和特征Q—起動(dòng)型A—干荷電式W—免維護(hù)式單格蓄電池個(gè)數(shù)例如：6-QA-1056-QAW-100§1-3、蓄電池的工作原理與特性一、蓄電池的工作原理蓄電池是一個(gè)化學(xué)電源，其充電與放電過程是一種可逆的化學(xué)反應(yīng)。1、電動(dòng)勢(shì)的建立

在正極板處，PbO2與硫酸作用而生成帶正電荷的鉛離子(Pb4+)沉浮在正極板上，使正極板具有約2V的正電位。

在負(fù)極板處，鉛電離為鉛離子（Pb2+）和電子(2e)，鉛離子轉(zhuǎn)移到電解液中，2個(gè)電子留在負(fù)極板上，使負(fù)極板具有約-0.1V的負(fù)電位。+2V-0.1V2.1V正、負(fù)極板上生成硫酸鉛（PbSO4），電解液中水份增加。隨著放電的進(jìn)行，電解液密度減小。

接上負(fù)載后的化學(xué)反應(yīng)2、蓄電池的放電在外電源的作用下，迫使２個(gè)電子從正極板返回負(fù)極板，形成從正極板流向負(fù)極板的充電電流。極板上的硫酸鉛還原成氧化鉛和鉛，電解液中的水份還原成硫酸。隨著充電的進(jìn)行，電解液中硫酸的成份增加，電解液密度增大。3、充電過程過放電：蓄電池若是在放電過程中，超過電池放電的終止電壓值（單格電池電壓降至1.75V），還繼續(xù)放電時(shí)就可能會(huì)造成電池內(nèi)阻升高，正、負(fù)極活性物質(zhì)的可逆性遭到損壞，使電池的容量產(chǎn)生明顯減少。二、蓄電池的工作特性1、內(nèi)阻蓄電池的內(nèi)阻由極板電阻、電解液電阻、隔板電阻及聯(lián)條電阻等四部分組成。反映了蓄電池的負(fù)載能力。在相同條件下，內(nèi)阻越小，輸出電流就越大，負(fù)載能力越強(qiáng)。2、放電特性

放電特性是將充足電的蓄電池，在以20h放電率的電流連續(xù)放電過程中，端電壓U、電動(dòng)勢(shì)E和電解液密度γ隨放電時(shí)間的變化規(guī)律。

密度γ隨著放電的進(jìn)行而直線下降，因此，在使用中可以根據(jù)電解液的密度γ來(lái)判斷蓄電池的放電程度。

靜止電動(dòng)勢(shì)Ej與電解液的密度變化相似，單格蓄電池的放電終止電壓1.75V（10.5V）。3、充電特性

充電特性是指在恒電流充電過程中，蓄電池的端電壓U、電動(dòng)勢(shì)E和電解液密度γ隨時(shí)間變化的規(guī)律。

隨著充電的進(jìn)行，電動(dòng)勢(shì)逐漸升高，電解液密度增大，充滿電后，單格蓄電池的電壓為2.1V（12V.6）。

我們可以根據(jù)蓄電池的開路端電壓的大小，來(lái)判斷其充電情況：§1-4、蓄電池的容量及影響因素一、蓄電池的容量C（教材P10）蓄電池的容量是指在放電允許范圍內(nèi)，蓄電池輸出的電量：

C＝Ｉf×tf

（安時(shí)/A·h）1、額定容量C20

充足電的蓄電池，在電解液溫度為25oC時(shí)，以20h放電率的電流連續(xù)放電到規(guī)定的終止電壓(10.5V左右）時(shí)，蓄電池所輸出的電量C20。2、起動(dòng)容量

起動(dòng)容量表征蓄電池在接起動(dòng)機(jī)時(shí)的供電能力，并根據(jù)使用條件分為常溫起動(dòng)容量和低溫起動(dòng)容量。常溫起動(dòng)容量——在電解液溫度為25oC時(shí)，以5分鐘放電率的電流，連續(xù)放電到9V（12V蓄電池）時(shí)，蓄電池所輸出的容量。低溫起動(dòng)容量——在電解液溫度為-18oC時(shí)，以5分鐘放電率的電流，連續(xù)放電到6V（12V蓄電池）時(shí)，蓄電池所輸出的容量。二、影響蓄電池容量的因素

蓄電池的容量越大，所存貯的電能越多。蓄電池容量的大小，與放電電流、電解液的密度及極板結(jié)構(gòu)等有關(guān)。①放電電流增大，蓄電池的端電壓和容量下降；

②溫度越低，蓄電池的容量下降，額定容量是在25oC時(shí)測(cè)得；

③電解液密度增大，可以減少內(nèi)阻，提高容量，但不能過大；

④增大極板面積和片數(shù)，可以增大容量。采用簿型極板、增加極板的片數(shù)，可以在不增大蓄電池體積的情況下，提高蓄電池的容量?！烀饩S護(hù)蓄電池免維護(hù)蓄電池又叫作MF（Maintenance-Free）蓄電池，在其使用過程中不需做任何維護(hù)或只需較少的維護(hù)工作。對(duì)于汽車用蓄電池來(lái)講，免維護(hù)蓄電池是指在合理的使用期限內(nèi)不需添加蒸餾水的蓄電池.1．免維護(hù)蓄電池的結(jié)構(gòu)特征（1）新型安全的通氣裝置和氣體收集器或催化劑。從檢視窗口觀察，綠點(diǎn)，表明蓄電池工作情況良好；看不到綠點(diǎn)而檢視窗口顯示為淡綠色，說(shuō)明電解液相對(duì)密度降低，蓄電池充電不足，應(yīng)及時(shí)充電；檢淺黃色或說(shuō)明蓄電池已無(wú)法正常工作，必須更換蓄電池。（2）袋式微孔塑料隔板部分，降低極板組的高度，使極板上部的容積增大33%，同時(shí)電解液的貯存量也相對(duì)增加。（3）穿壁式貫通連接，聚丙烯塑料熱壓外殼和整體式電池蓋，殼體內(nèi)壁薄、量輕，體積小。2．免維護(hù)蓄電池的使用特點(diǎn)在整個(gè)使用過程中不需補(bǔ)充蒸餾水。自由放電少，存放電損失少。使用壽命長(zhǎng)。接線極柱腐蝕小。內(nèi)阻小，起動(dòng)性能好。主要缺點(diǎn)是極板制造工藝復(fù)雜，價(jià)格高。免維護(hù)蓄電池真的不需要維護(hù)嗎？（1）經(jīng)常檢查電眼的顏色。綠色為電量充足；黑色為電量不足,需進(jìn)行補(bǔ)充充電；灰色或淡黃色為電解液不足,因?yàn)槊饩S護(hù)蓄電池?zé)o法加液,應(yīng)該立即更換蓄電池。（2）要保持蓄電池表面清潔。在蓄電池極柱蓋周圍常會(huì)有黃白色糊狀物，要及時(shí)清除，以免影響極柱與接線柱之間的導(dǎo)通性。清理干凈后,將蓄電池表面擦拭干凈,在極柱及接線柱上抹上黃油,保證極柱不被氧化。（3）蓄電池要在車上安放牢靠檢查蓄電池在車上是否固定牢固，外殼表面否有磕碰傷，,以防在行駛中因振動(dòng)而使蓄電池連線脫落,避免供電中斷。（4）長(zhǎng)期不用的汽車每隔一個(gè)月左右應(yīng)將汽車發(fā)動(dòng)起來(lái),中等轉(zhuǎn)速運(yùn)行20分鐘左右。蓄電池沒電了怎么辦？如何檢查普通蓄電池的放電程度（1）用密度計(jì)測(cè)量電解液的密度。（2）用高功率放電計(jì)測(cè)量放電電壓。如何檢查免維護(hù)蓄電池的放電程度（1）檢查電眼。（2）使用蓄電池檢測(cè)儀檢測(cè)?！?-5、蓄電池的充電一、充電方法新蓄電池、使用中的蓄電池及修復(fù)后的蓄電池等，由于技術(shù)狀況不同，采用的充電步驟和規(guī)范也不同。

常用的充電方法有定流充電、定壓充電和脈沖快速充電等三種。1、定流充電

在充電過程中，充電電流保持為恒定值的充電方法稱為“定流充電”。

可以將不同電壓值、容量相近的蓄電池串聯(lián)起來(lái)充電。如果容量不同，應(yīng)按容量小的蓄電池來(lái)決定充電電流。

定流充電的特點(diǎn)：定流充電有較大的適應(yīng)性，可以根據(jù)需要選擇充電電流，但充電時(shí)間長(zhǎng)，而且需要經(jīng)常調(diào)節(jié)充電電流。一般適用于新蓄電池和故障修復(fù)蓄電池的初充電。

定流充電的方法：定流充電時(shí)，隨著蓄電池電動(dòng)勢(shì)的提高，要保持充電電流恒定，必須提高充電電壓；當(dāng)單格電壓上升到2.4V時(shí)，應(yīng)將電流減半后再充電，直到單格電壓上升到2.7V，端電壓和電解液密度在2-3小時(shí)內(nèi)保持不變?yōu)橹埂?、定壓充電

在充電過程中，始終保持充電電壓不變的充電方法稱為“定壓充電”。

定壓充電時(shí)，可以將相同電壓值的蓄電池并聯(lián)起來(lái)一起充電。定壓充電電流

定壓充電在充電初期，由于蓄電池的電動(dòng)勢(shì)較低，因而充電電流大；隨著電動(dòng)勢(shì)的升高，充電電流逐漸減小，在接近充電終了時(shí)，充電電流已降低到很小值。

定壓充電的特點(diǎn)：充電過程中電解液無(wú)沸騰現(xiàn)象，可以減少水分的損失；在充電4～5小時(shí)后，量容可達(dá)90%～95%，縮短了充電的時(shí)間。定壓充電方法適用于蓄電池的補(bǔ)充充電，不適用于新蓄電池和故障蓄電池的初充電，汽車上發(fā)電機(jī)對(duì)蓄電池的充電為定壓充電。3、快速充電

定流和定壓充電的時(shí)間長(zhǎng)，消耗的電能多，給使用帶來(lái)不方便。利用快速充電，完成一次初充電，只需5小時(shí)左右；完成一次補(bǔ)充充電約1小時(shí)左右。

快速充電具有充電時(shí)間短、空氣污染小、節(jié)省能量和去硫化效果明顯等特點(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用。二、充電種類

新蓄電池、使用中的蓄電池及修復(fù)后的蓄電池等，由于技術(shù)狀況不同，采用的充電步驟和規(guī)范也不同。充電種類有：初充電、補(bǔ)充充電、去硫化充電、鍛煉循環(huán)充電和預(yù)防硫化與均衡充電等。其中常用的為初充電和補(bǔ)充充電兩種。1、初充電

新蓄電池和修復(fù)后的蓄電池的首次充電，稱為初充電，初充電采用定流充電方法。初充電的特點(diǎn)是充電電流小，充電時(shí)間較長(zhǎng)。當(dāng)蓄電池的電量不足時(shí)，必須進(jìn)行補(bǔ)充充電。2、補(bǔ)充充電補(bǔ)充充電可以采用定壓充電或定流充電方法，如采用定流充電，其充電過程與初充電相似，分為兩個(gè)階段，充電電流按補(bǔ)充充電的電流規(guī)范進(jìn)行，充電時(shí)間在13-16小時(shí)。§1-6、蓄電池的常見故障一、極板硫化（教材P15）蓄電池長(zhǎng)期處于充電、放電狀態(tài)，在極板上會(huì)生成一層白色的粗晶粒的硫酸鉛，在正常充電時(shí)，不能轉(zhuǎn)化為二氧化鉛和鉛，稱為“硫酸鉛硬化”，簡(jiǎn)稱“硫化”。極板硫化的蓄電池的特征為：充電快，放電也快。產(chǎn)生的原因：詳見教材P15。二、自行放電/自放電

充足電的蓄電池，放置不用而逐漸失去電量，稱為“自行放電”。如果每晝夜自行放電損失的容量＜2%，為正常自行放電；如果每晝夜自行放電損失的容量＞2%，則為自行放電故障。產(chǎn)生自行放電的原因

1、電解液中含有雜質(zhì)或極板材料中含有雜質(zhì)，不同雜質(zhì)之間形成電位差，引起局部放電。

2、蓄電池蓋上有電解液，使正、負(fù)極形成通路。

3、長(zhǎng)期不用，硫酸下沉，電解液上下部分濃度不等，形成電位差引起自行放電。

4、極板上活性物質(zhì)脫落而沉積在殼體的底部，造成極板之間短路。三、極板活性物質(zhì)脫落

活性物質(zhì)從正極板上脫落下來(lái)，沉積在蓄電池的底部，在充電時(shí)可以看到褐色物質(zhì)從底部升起。正極板上活性物質(zhì)脫落后，使蓄電池的容量下降，且充電時(shí)不易恢復(fù)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成極板短路或自行放電。

造成正極板上活性物質(zhì)脫落的原因（1）充電時(shí)電流過大，溫度過高，經(jīng)常過充電等使活性物質(zhì)松浮而脫落。（2）放電電流過大、過放電等使極板拱曲，也會(huì)造成活性物質(zhì)脫落。四、內(nèi)部短路

當(dāng)蓄電池隔極損壞或極板上脫落下來(lái)的大量活性物質(zhì)沉積在蓄電池底部時(shí)，都會(huì)造成蓄電池內(nèi)部極板之間的短路。蓄電池內(nèi)部極板的短路，使蓄電池的端電壓明顯下降，充電時(shí)電解液溫度明顯升高，而端電壓和電解液密度上升緩慢，充電末期氣泡較少或產(chǎn)生氣泡太遲?！?-7、蓄電池的維護(hù)與使用一、蓄電池的維護(hù)（教