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第一节

蓄电池的结构与维修

201.如何进行蓄电池日常检查?

1)检查蓄电池液面高度,应高出极板10~15mm或与液面标记平齐。如果电解液不足应及时添加。

2)用电解液密度计测量电解液密度,判断放电程度,正常的电解液密度为1.26~1.28g/cm 3 (20℃),温度每升高或降低1℃时,电解液密度会随之增加或减少0.0007g/cm 3 。一般来说,电解液密度与放电程度的关系是,密度每下降0.01g/cm 3 相当于蓄电池放电6%。

3)蓄电池在夏季放电超过50%,冬季放电超过25%时不宜再使用,应及时进行补充充电,否则会使蓄电池损坏。

4)用高率放电计检查每个单格电池的容量,测量指示电压在1.75V以上,并在5s内保持稳定者,属于良好;电压低于1.5V,但在5s内能保持稳定者,属于容量不足,需补充充电;若读数在5s内迅速下降或各单格电池电压差大于0.1V,则表示蓄电池内部有故障。

202.蓄电池的安装位置在哪里?

蓄电池(俗称“电瓶”)是汽车上的两个电源之一,在汽车上与发电机并联,共同向用电设备供电。一般汽车蓄电池安装在发动机舱内,安装位置如图2-1-1所示。宝马、奔驰部分汽车蓄电池安装在行李箱内。一些新能源汽车低压蓄电池安装在发动机舱或行李箱内,而动力蓄电池则安装在汽车的底部,如图2-1-2所示。

图2-1-1 蓄电池在车上的安装位置

图2-1-2 比亚迪E6动力电池

203.蓄电池有哪些功用?

蓄电池是一种能将化学能转换为电能,并能将电能转化为化学能的可逆低压直流电源装置。当蓄电池放电时,将其储存的化学能转换为电能;当蓄电池充电时,将电能转换为化学能储存起来,直到化学能储存满时充电结束。汽车上蓄电池的功用如下:

①在发动机起动时,向起动机和点火系统供电。

②在发电机不发电或电压较低的情况下向用电设备供电。

③当发电机超载时,协助发电机供电。

④蓄电池存电不足,而发电机负载又较少时,它可将发电机的电能转变为化学能储存起来(即充电)。

204.汽车用蓄电池的类型有哪些?

目前,汽车上所使用的蓄电池主要是为了满足起动发动机的需要,所以,通常称为起动型蓄电池。起动型蓄电池在短时间内可提供强大的起动电流(一般为200~600A,最大可达1000A)。

根据电解液的不同,起动型蓄电池的分类与特点见表2-1-1。

表2-1-1 蓄电池的分类与特点

205.蓄电池有何结构?

蓄电池由多个单格电池组成,每个单格电池由正负极板、隔板、电解液和壳体等组成,其构造图如图2-1-3所示。蓄电池壳体一般分为 3格、6格或12格等,每格均填充电解液,正、负极板浸入电解液中成为单格电池。每个单格电池的标准电压为2V,因此,3个单格电池串联在一起成为6V蓄电池,6个单格电池串联在一起成为12V蓄电池。

图2-1-3 蓄电池构造

206.正、负极板的结构特点有哪些?

正、负极板均由板栅涂敷工作物质而成,因工作物质成分不同而分成正极板和负极板。对于充足电的蓄电池来说,正极板上的工作物质为二氧化铅(PbO 2 ),呈深棕色;负极板上的工作物质为海绵状纯铅(Pb),呈青灰色。蓄电池正、负极板实物如图 2-1-4所示。

图2-1-4 正、负极板

207.正、负极板组的结构特点有哪些?

为增大蓄电池的容量,将多片正、负极板分别串、并联焊接,组成正、负极板组。正、负极板组结构如图2-1-5所示。横板上联有极柱,各片间留有空隙。安装时,正、负极板相互嵌合,中间插入隔板。由于正极板的机械强度差,所以,在每个单体电池中,负极板的数量总比正极板多一片,这样正极板都处于负极板之间,使其两侧放电均匀,不致造成正极板拱曲变形。

图2-1-5 正、负极板组

208.隔板的作用有哪些?

为了减小蓄电池的内阻和尺寸,蓄电池内部正、负极板应尽可能靠近,但为了避免彼此接触而短路,正、负极板之间要用隔板隔开。隔板材料应具有多孔性和渗透性,且化学性能要稳定,即具有良好的耐酸性和抗氧化性。常用的隔板材料有木质隔板、微孔橡胶、微孔塑料、玻璃纤维和纸板等。

209.蓄电池壳体的作用有哪些?

蓄电池的壳体是用来盛放电解液和极板组的,应由耐酸、耐热、抗振、绝缘性好并且有一定机械强度的材料制成。早期生产的起动型蓄电池大都采用硬橡胶壳体,近年来随着工程塑料的迅速发展,大都采用聚丙烯塑料壳体。壳体为整体式结构,壳体内部由间壁分隔成3个或 6个互不相通的单格,底部有凸起的肋条以搁置极板组。另外,壳体上有两个极桩,如图2-1-6所示。

图2-1-6 蓄电池壳体

210.电解液的作用有哪些?

电解液在电能和化学能的转换过程(即充电和放电的电化学反应)中起离子间的导电作用并参与化学反应。它由相对密度为1.84的纯硫酸和蒸馏水按一定比例配制而成,相对密度一般为1.24~1.30。配制电解液必须使用耐酸的器皿,切记只能将硫酸慢慢地倒入蒸馏水中并不断搅拌。

211.加液孔盖的作用有哪些?

由于每个单格内电解液是不相通的,因此每单格均有各自的加液口,这6个加液口位于整体式上盖上。加液口由加液孔盖封闭,其上部有通气孔,如图2-1-7所示。

图2-1-7 加液孔盖

212.蓄电池的型号是怎样确定的?有什么含义?

根据中华人民共和国行业标准JB/T 2599—2012《铅酸蓄电池名称、型号编制与命名办法》,蓄电池由特定名称与通用名称和型号两部分组成。蓄电池的特定名称,是指对产品特定用途或结构特征的称呼,如“起动型”或“阀控式”。通用名称是指公众所熟知产品的一般名称,此标准特指“铅酸蓄电池”。蓄电池型号是指一个或几个字母与数字组合成的符号,分别表示用途、结构特征,并将这些符号按一定的规律排列组合成一种标记。

蓄电池型号由三部分组成,第一部分为串联的单体蓄电池数,第二部分为蓄电池的用途、结构特征代号,第三部分为标准规定的额定容量。蓄电池产品型号和含义如下:

6个单体串联的额定容量为100A·h的干式荷电起动型蓄电池的型号命名为6-QA-100。

213.蓄电池按用途如何分类?

蓄电池按用途的分类方法见表2-1-2。

表2-1-2 蓄电池按用途的分类方法

214.蓄电池的结构特征如何划分?

蓄电池的结构特征划分见表2-1-3。

表2-1-3 蓄电池的结构特征划分

215.什么是蓄电池的容量?

蓄电池容量是指在规定的放电条件下,完全充足电的蓄电池所能输出的电量,用“ C ”表示,单位为安·时(A·h)。容量等于放电电流与持续放电时间的乘积,即

C = I f t f

式中, C 为蓄电池容量(A·h); I f 为放电电流(A); t f 为持续放电时间(h)。

蓄电池容量分为20h放电率额定容量、起动容量及储备容量等。

216.何为20h放电率额定容量?

20h放电率额定容量简称额定容量。

完全充足电的蓄电池,在电解液温度为25℃时,以20h放电率(放电电流为0.05 C 20 )连续放电,直到单体蓄电池端电压降至1.75V时为止,蓄电池所输出的电量称为额定容量,用 C 20 表示。额定容量是设计容量,是蓄电池性能的重要标志之一。例如,6-Q-100型蓄电池,其“100”就是额定容量,是在电解液平均温度为25℃时,以5A的电流连续放电20h后,单体蓄电池端电压降至1.75V时得到的。

217.影响蓄电池容量的因素有哪些?

蓄电池容量与很多因素有关,主要有结构因素和使用因素两类。在结构方面,如增大极板的面积、提高活性物质的多孔率等都可提高蓄电池的容量。而蓄电池在使用过程中,不同的使用条件对蓄电池容量的影响尤为重要。影响蓄电池容量的使用因素有放电电流、电解液温度、电解液密度。

218.蓄电池的放电过程是怎样的?

蓄电池与外电路接通后,在极板电位差的作用下,电流从正极流出,经过灯泡流回负极,使灯泡通电发光。在蓄电池放电过程中,正极板活性物质由二氧化铅转变为硫酸铅,负极板上的活性物质由纯铅也转变为硫酸铅,电解液消耗硫酸生成水,电解液密度逐渐下降。

219.蓄电池的充电过程是怎样的?

把放电后的蓄电池接一直流电源,使蓄电池正极连接直流电源的正极,蓄电池的负极连接直流电源的负极,当外加电源电压高于蓄电池电动势时,电源电流将以与放电电流相反的方向流过蓄电池,使蓄电池正、负极板发生电化学反应对蓄电池进行充电。在铅蓄电池充电过程中,正极板活性物质由硫酸铅转变为二氧化铅,负极板上的活性物质由硫酸铅转变为纯铅,电解液中消耗了水,生成了硫酸,电解液密度逐渐上升。只要充电过程进行,上述电化学反应就不断进行。当极板上的物质全部转变完成后,蓄电池就会充满电。

220.从车上拆卸蓄电池的注意事项有哪些?

①在拆卸蓄电池之前,应检查音响的防盗密码并做好记录,以备安装蓄电池后使用。

②从点火开关处取下车钥匙,先将蓄电池搭铁线(极桩处一般标注“-”记号)拆下,再将蓄电池正极桩(极桩处一般标注“+”记号)端子上的导线拆下。

③取下蓄电池固定座上的固定压杆,取出蓄电池。

221.蓄电池的安装注意事项有哪些?

蓄电池的安装可按与拆卸的相反顺序进行,同时应注意以下事项:

①蓄电池一定要安装牢固。如蓄电池未装牢固,蓄电池振动会影响其使用寿命;如固定不当,会损坏蓄电池栅板和蓄电池壳体,造成蓄电池电解液流出,使蓄电池报废。

②一定要先安装并固定好蓄电池正极导线,然后再安装蓄电池负极导线。

③蓄电池正、负极一定不能接反,否则,将会造成汽车电子部件损坏。

222.怎样测量蓄电池电压?

如图2-1-8所示,用万用表电压档测量蓄电池的电压,应为12V左右。

图2-1-8 测量蓄电池电压

223.免维护蓄电池有哪些优点?

1)在规定的条件下,使用过程中不需要补加电解液。

2)自放电少,仅为普通蓄电池的1/8~1/6,因此可以较长时间湿式储存。

3)内电阻小,具有较好的常温和低温起动性能。

4)耐过充电性能好,在相同的充电电压和温度下,免维护蓄电池的过充电电流比普通铅蓄电池小,且充满电后电流接近零,基本上不电解水,使水的消耗很少。

5)蓄电池极桩无腐蚀或腐蚀较轻。

6)耐热、耐振性好,使用寿命长,一般在4年以上,是普通蓄电池使用寿命的2倍多。

224.如何检查免维护蓄电池?

1)观察指示器呈现的颜色。当呈现出绿色时,说明存电充足;当呈现出黑色时,说明需要补充充电;当指示器显示无色透明或浅黄色时,表明蓄电池内部有故障,应更换蓄电池。

2)检查蓄电池桩头是否连接可靠,是否出现桩头氧化物,如有异常应及时紧固或将氧化物清除。

3)利用万用表检测蓄电池的电压,如果电压接近12V表明蓄电池正常。否则对蓄电池进行充电或更换。

225.如何保持蓄电池的清洁?

1)要经常保持蓄电池的外部清洁,经常用清洁的布或用纯碱浸湿的布擦蓄电池的外壳。如果蓄电池的外壳上沾上了硫酸、污物,则可能会造成短路。

2)要经常检查蓄电池的桩头和接线头,如发现有脏物,可用热水冲洗。但冲洗前,要注意拧紧加液孔盖,塞好通气孔,以免脏水流入蓄电池里面。

3)蓄电池加液孔盖上的通气孔应经常疏通。如果通气孔被污物堵塞,蓄电池工作时产生的气体可能使蓄电池胀裂,甚至发生爆炸。

226.蓄电池保养时怎样安全操作?

1)搬动蓄电池时,要轻拿轻放,不可歪斜,以免电解液溅到衣服或皮肤上,引起腐蚀或烧伤皮肤,如被溅上,应立即用清水冲洗。

2)检查电解液密度和液面高度时,使仪器稍微离开电解液注入口即可,不要将仪器提得过高,以免电解液溅出。

3)禁止将油料容器及各种金属物放在蓄电池壳体上。

4)在配制电解液时,应使用陶瓷容器,并将硫酸慢慢倒入水中。绝对禁止将水直接倒进浓硫酸中。当水倒入浓硫酸中时,会使温度急剧升高,以致产生大量的蒸气,使硫酸飞溅烧伤皮肤和衣物,甚至使容器炸裂造成事故。

227.如何使用电压法检测蓄电池放电程度?

1)在发动机正常温度下,将电压表两表笔分别接在蓄电池的正、负极上。

2)起动发动机观察电压表的读数,在起动机和线路连接良好的情况下,对于12V蓄电池,如电压为9.6V或高于9.6V,表明蓄电池正常。

228.如何使用简单的方法判断蓄电池自放电?

将蓄电池负极拆下,将万用表串联在蓄电池电路中,对于带防盗系统的车辆,万用表显示平均电流值应为 60mA左右。如果电流过大,说明蓄电池或电源电路产生漏电,应对其检修。

229.如何使用灯光判断法检测蓄电池?

在打开前照灯的情况下,起动发动机的瞬间,如果发动机起动正常,且灯光瞬间变暗,但仍有足够的亮度,则说明蓄电池技术状态良好,否则表明蓄电池故障。

230.如何防止蓄电池放电?

1)注意不得将扳手等导电物质放在蓄电池上,以防放电或导致爆炸。

2)蓄电池的导线及卡子应接线牢固,不得有松动、搭铁或短路现象。

3)保持液面高度正常,若有缺少,应及时补充。

4)起动发动机时,不能长时间地连续起动。每次起动时间不能超过5s,两次起动间隔时间应在2min以上。防止经常大电流过度放电使电解液蒸发,蓄电池盖的小孔应经常保持通畅。

5)闲置不用的蓄电池应妥善保管,应对蓄电池每月充电一次,长时间停放保管又不定期充电也会使蓄电池有跑电现象。

231.如何检查蓄电池的液面高度?

1)玻璃管测量法。电解液液面可用内径为3~5mm、长100~150mm的玻璃管进行测量。测量时,将玻璃管竖直插入蓄电池加液孔内,且与极板防护片相抵,另一端用手指堵住,利用其真空度,当把玻璃管提起(取出)时,就把电解液吸入。管内的电解液高度即为电解液高出极板的数值。

2)可以使用清洁的木条测量液面高度,但禁止使用金属棍棒插入蓄电池内进行测量。方法是:将木条垂直插入蓄电池加液孔内与极板防护片抵住,然后拿出,其液体浸入木条上的痕迹高度即为液面高度。

3)若查得液面偏低,应添加电解液;若液面过高,可用密度计吸出,否则电解液容易外溢,腐蚀极桩和连接件,易造成短路等。

232.如何选择电解液密度?

1)蓄电池在冬季使用时,电解液密度可适当提高,以防电解液结冰而将蓄电池外壳冻裂。

2)在夏季使用时,电解液密度可适当降低,这有利于保护蓄电池,防止腐蚀,延长其使用寿命。

3)电解液密度的选择,应根据不同地区和不同季节来确定。不同地区和气温条件下的电解液密度见表2-1-4。

表2-1-4 不同地区和气温条件下的电解液密度

233.配制电解液有何注意事项?

1)配制电解液所用的硫酸和蒸馏水应符合标准。

2)配制电解液的容器应选择耐酸的玻璃陶瓷、硬橡胶或铅制的容器。

234.如何配制电解液?

1)配制电解液必须用密度为1835g/cm 3 (15℃)的蓄电池专用硫酸和蒸馏水。

2)配制前要按硫酸与蒸馏水的配比,计算出配制电解液所需硫酸和蒸馏水的总量以及所需电解液的总量。

235.如何添加电解液?

配制好的电解液温度较高,待其冷却到30℃以下时可用吸式密度计测量相对密度是否合适,如不合适,应重新调配合适的电解液,直至合适为止。待配制好的电解液温度低于30℃时,分别注入铅蓄电池各单格电池内,然后让其静置5~8h,待温度降至30℃以下再进行充电。

236.蓄电池快速充电应注意哪些事项?

1)进行快速充电时应使蓄电池远离所有火焰,否则电解液的蒸气可能会着火,并导致事故的发生。

2)快速充电时应拆下蓄电池的加液口盖,以防止蓄电池变形或损坏。

3)快速充电不应超过30min,否则会损坏蓄电池。

4)应拆下蓄电池,然后将其放入一盆水中。

5)按图2-1-9所示将蓄电池充电器连接至蓄电池,并按规定调整蓄电池的充电电流。例如:50D20L(40)为25A,75D23L(52)为35A。

图2-1-9 快速充电连接图

6)蓄电池充完电后,检查电压是否在12.4V以上,且在充电后至少1h内保持不变。

如果不在规定范围内,应更换蓄电池。

237.如何对蓄电池进行初充电?

对于新蓄电池,为了延长蓄电池的使用寿命,初充电一般采用恒流充电方式。其充电方法如下:

1)充电前检查外壳和封胶是否有裂缝,将通气孔的密封物清除。

2)分清蓄电池的极性。

3)加注适当密度的电解液,静置4~6h待电解液渗入极板和隔板,温度降到30℃以下。

4)将蓄电池连接充电机,开始充电,充电通常分两个阶段。

第一阶段充电,选用额定容量为1/20~1/15的电流进行持续充电,直至电解液中出现较多气泡,单格电压达到2.4V左右为止。

第二阶段充电,将电流减少一半,直至电解液剧烈“沸腾”,析出大量气泡,并且电解液密度和电压在2h内不再升高为止。

238.如何识别蓄电池正、负极?

1)新蓄电池极桩上标有“+”“-”号时,“+”为正极,“-”为负极。

2)新蓄电池极桩上涂有红色和蓝色时,红色为正极,蓝色为负极。

3)未修理过的蓄电池极桩,粗的是正极,细的是负极。

4)未修理过的蓄电池,靠近商标的极桩是正极,另一极桩则为负极。

5)经过充电的蓄电池,极桩呈深褐色的是正极,灰白色的是负极。

6)在蓄电池两极桩上各连一导线,插入电解液中,气泡少的一侧是正极,气泡多的一侧是负极。

239.如何预防活性物质脱落?

1)不要过度放电,特别是在冬季不要连续使用起动机。冬季蓄电池放电程度达25%时,就应及时充电,以防结冰。

2)按要求调整好充电电流的大小、充电时间,不能过度充电。

3)拆装蓄电池接线夹头时,切忌乱用工具敲打。

240.如何预防蓄电池极板硫化?

1)保持蓄电池处于充足电状态。

2)电解液的密度要合适,液面高度要符合规定。

3)如发现蓄电池有轻度硫化时,应及早对蓄电池进行充放电锻炼循环或用小电流长时间充电。

241.启用新蓄电池应注意哪些事项?

1)加注电解液后应静止6h左右,待电解液完全浸透极板,温度下降至35℃以下时再接通电源进行充电。

2)充电电流要严格控制在规定的范围内。如果在充电过程中温升过高,需减小电流或暂停充电。

3)最好进行一两次充、放电循环,使其达到额定容量。对于存放期较短的蓄电池,不必进行充放电循环。

242.如何正确储存蓄电池?

1)暂不使用的蓄电池,先将蓄电池充足电,拧紧加液孔塞,并将加液孔塞上的通气孔密封,然后将电池放在阴凉通风的室内。室内温度以5~30℃为宜,避免阳光直射,尽量远离热源;储存时间不宜超过6个月。在储存期间,每月进行一次补充充电。

2)使用过的蓄电池若需长期存放(半年以上),最好采用干储存。先将蓄电池以20h放电率完全放电,倒出电解液,用蒸馏水反复冲洗至水中无酸性,最后将水分全排出,晾干后拧紧加液孔塞,并将通气孔密封。

3)未灌电解液的蓄电池的储存方法。新蓄电池的储存时间,最长存放期不应超过2年。储存室的空气应干燥,通风良好,室温以5~40℃为宜。不要将蓄电池重叠搁置,也不要直接放在地上,应整齐地排放于架上。储存期内加液孔塞应拧紧,通气孔应密封。

243.拆装蓄电池应注意哪些事项?

1)安装蓄电池时,应先连接蓄电池正极接线,最后才能连接负极接线。应防止在连接电源线时金属工具碰到搭铁部分产生强大火花,造成蓄电池放电的现象。

2)在蓄电池极柱上连接导线前,应将螺栓螺母的螺纹涂上黄油,以防氧化生锈。

3)如果蓄电池的极柱小,而夹头大时,可以在夹头内垫上铅皮或铜皮,并且只垫半圈,以防极柱氧化导致接触不良。

4)发动机工作状态下不可拆下蓄电池,否则发电机的电压会不稳定,造成车上的电子控制电路损坏。

5)在用电设备工作状态下不可拆下蓄电池,否则容易产生瞬时高压,对电控电路会造成伤害。

6)防止控制单元故障信息的丢失。拆下蓄电池之前应确认控制单元无故障信息。

7)很多车型拆下蓄电池连接线30s可以清除控制单元储存的故障码。但有的车型拆下蓄电池连接线后,音响、时钟和防盗装置的信息会同时被消除,因而拆下蓄电池连接线前要仔细查看并记录保存有用信息。

8)需要与其他车辆电源连通起动发动机时,需先断开点火开关,方可装拆跨接电缆线。

9)在车上进行焊接作业之前,应在关闭点火开关的前提下拆掉蓄电池连接线。

10)拆下蓄电池充电或更换蓄电池后,安装时应分清正、负极性,并且连接要牢固,搭铁要可靠。

244.如何防止蓄电池充电爆炸?

蓄电池充电到后期,如果再继续充电会产生大量的氢、氧气体,当两种气体混合体积分数在空气中占4%时,遇到明火将会发生爆炸,损坏蓄电池,严重时甚至造成安全事故。

1)充电过程中应尽量控制充电电流,减少气体析出,并在通风情况下进行充电操作,远离明火。

2)充电时,接线点要牢固,防止产生火花。

3)防止由于蓄电池外壳裂痕,使电解液渗漏至导线中发生短路而产生火花及起火爆炸。

4)免维护蓄电池设有排气阀,在充电过程中要保证该阀畅通,否则蓄电池内部存有大量氢气和氧气,将会造成内压过大,致使蓄电池凸裂或爆炸。因此,要保持排气阀完好有效。

245.如何判断蓄电池是否需要充电?

用万用表检查蓄电池每小格的电压,如果该电压值小于1.27V,则应充电。否则,会使极板梗化而损坏。

246.蓄电池在冬季保养时应注意哪些事项?

1)经常检查蓄电池的充电程度,及时充电,并尽量少放电,以防止蓄电池冻裂。

2)在寒冷季节到来之前,应做好蓄电池的保温准备工作,检查和调整电解液密度,使其符合季节的要求。

3)当往蓄电池内加注了蒸馏水后,应立即起动发动机进行充电,以防极板上部新添加的蒸馏水结冰。

4)在极其寒冷的情况下,如果不使用汽车,应将蓄电池拆下,放在室内干燥的地方。 BkJ3hrxXOI/8jT2G2guiK4gmUWiNhi5KeP0hOKaRnSELs2T6dvLQnfJAiFBQTjaE

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