蓄电池技术状况的检查与充电(6h)ppt课件.ppt

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1、学习情景2：蓄电池技术状况的检查与充电,汽车电气设备与维修,蓄电池技术状况的检查与充电,需要解决的问题：,一、蓄电池的作用及类型,1、发动机启动时，向启动机和点火系等供电，这是汽车上蓄电池的主要用途。 （汽油机启动电流200600A；柴油机启动电流高达1000A）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、高速运转、正常发电时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。 （保护电子设备特别是ECU，因此不可脱电运转）,蓄电池是车辆上最重要的电气部件之一。,蓄电池是一种可逆的低压直流电源，放电时化学能转化为电能，充电时电

2、能转换为化学能。蓄电池型号有铅酸蓄电池、镍氢电池、镍镉电池、锂电池、锌镍电池等，最广泛使用为铅酸蓄电池。铅酸蓄电池分成普通型、干荷电型、湿荷电型、免维护型等。,1.蓄电池外壳；2.电极衬套；3.正极桩；4.连接条； 5.加液孔螺塞； 6.负极桩；7.负极板； 8.隔板； 9.封料； 10.护板； 11.正极板； 12.肋条,二、蓄电池的基本结构,蓄电池的结构,铅酸蓄电池是由极板、隔板、电解液、外壳、铅连接条和电极桩等组成。,05.2008 * 6/10,蓄电池的结构,05.2008 * 7/10,（1）极板栅架：一般采用铅锑合金浇铸而成，现向铅低锑合金、铅锑砷合金、铅钙合金方向发展。,1.栅架

3、；2.铅膏涂料（活性物质）,（2）活性物质 极板经化学处理，形成正极板和负极板。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。,（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（正极板比负极板要厚）。,1.极柱；2.横板；3.隔板；4.极板；图1.4 极板组,（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。,（1）组成：纯硫酸和蒸馏水配制而成

4、（20时，电解液密度要求范围：1.241.34g/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。,（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。,1.连接条；2.沥青封口；3.正极板；4.负极板；5.连接点；6.密封盖；7.间壁；8.黏结剂；9.电池壳；10.隔板图1.5 单格电池间的连接方式,（a）传统外露式,（b）穿壁式,（C）跨越式,（1）正极接线柱：标“”。（2）负极接线柱：标“”。,注意保持通气孔的畅通。,三、蓄电池的

5、技术参数,静止电动势是指蓄电池在无充放电且内部电解质的运动处于平衡状态下的电动势。蓄电池容量是指完全充足电的蓄电池在规定条件下所能放出的电量。（蓄电池容量等于放电电流与持续时间和乘积）,1、额定容量 蓄电池的额定容量用20h率容量表示：即将充足电的蓄电池在电 解液温度为25条件下，以20h率放电电流连续放电，直至单池平均电压降到1.75V时,输出的电量称为蓄电池的额定容量。,2、储备容量 储备容量表示了汽车充电系统失效时蓄电池向汽车提供25A恒流的能力。 蓄电池在电 解液温度为25条件下，以25A恒流放电电流连续放电，直至单池平均电压降到1.75V时的放电时间称为蓄电池的储备容量。,电解液在3

6、0时，以3倍额定容量的电流持续放电至终止电压（12V蓄电池为8V，6V蓄电池为4V）所放出的电量称为常温起动容量（持续时间应在5min以上。 电解液在18时，以3倍额定容量的电流持续放电至终止电压（12V蓄电池为6V，6V蓄电池为3V）所放出的电量称为低温起动容量（持续时间应在2.5min以上）。,常温起动容量,低温起动容量,3.起动容量,1：表示单格数，不可省略。2：表示蓄电池用途，如Q为启动型，不可省略。3：表示蓄电池的特征，如A表示干式荷电蓄电池。可省略，省略时表示普通干封式蓄电池。 4：表示20h放电率额定容量，单位为Ah，不可省略。5：表示蓄电池特殊性能，如G为高启动率、D为低温启动

7、性能好。可省略，省略时表示为普通型蓄电池。,例如： 6QA100：表示该电池由6个单格串联组成，即额定电压为12V，额定容量为100Ah的干荷电式启动型蓄电池。 3Q90：表示由3个单格组成，额定电压为6V，额定容量为90Ah的启动型蓄电池。 6QA105G：由6个单格串联，额定电压为12V，额定容量为105Ah的启动用干荷电高启动率蓄电池。,蓄电池标签,1-遵守电气装置维修手册和使用说明书中有关蓄电池的说明。2-腐蚀危险：蓄电池电解液侵蚀性很强，所以在进行蓄电池方面的工作时应戴上防护手套和护目镜。蓄电池不允许翻转，否则电解液会从排气孔流出。3-在处理蓄电池时严禁明火、火花、强光和吸烟。避免在

8、处理电缆和电器设备时产生的电火花以及因静电而产生的放电。避免短路。所以不允许把工具放在蓄电池上。4-在进行蓄电池方面的工作时必须戴上护目镜。5-必须使儿童远离电解液和蓄电池。6-处理蓄电池时有爆炸危险。7-旧蓄电池不能当做生活垃圾来处理。8-回收处理：旧蓄电池是特殊垃圾。只有在合适的收集地点和在考虑法规允许条件的情况下处理。,本次结束,四、蓄电池的工作原理及特性（第2次）,蓄电池的工作过程是化学能与电能的转换过程。放电时化学能转化为电能，充电时电能转换为化学能储存,蓄电池工作原理是怎么呢？,电动势的建立？,放 电 过 程？,充 电 过 程？,Pb（少量溶解） Pb2+2e,（1）正极板：正极板

9、上PbO2（少量）溶于电解液，最终离解成Pb4+和OH-,正极板上附着Pb4+，使得正极板电位比电解液高2.0V。,PbO2(少量)+2H2OPb(OH)4 Pb(OH)4Pb4+4OH-,（2）负极板：Pb少量溶解生成Pb2+和电子， Pb2+溶于电解液而电子留在负极板，从而使得负极板的电位比电解液约低0.1V。,（3）静止电动势：正、负极板之间形成约2.1V的电位差即E0，实际测量的结果一般为E02.044V。,E02.0-(-0.1)2.1V,蓄电池充足电时，正极板上的活性物质是PbO2,负极板上的活性物质是纯Pb，电解液为稀硫酸。,电路接通开始放电，电流从正极经过负载流向负极（电子从负

10、极流向正极），使正极板电位降低，负极板电位升高。,正极板：Pb4+和电子结合，变成二价铅离子Pb2+，Pb2+与电解液中的SO42结合生成的PbSO4沉附于正极板上。,Pb4+2ePb2+Pb2+SO42-PbSO4,负极板：Pb2+与电解液中SO42-的结合也生成PbSO4沉附在负极板上，而极板上的金属铅继续溶解，生成Pb2+和电子。 Pb2+SO42-PbSO4,电的三个要素,电流 电荷（带电粒子）有规则的定向运动。它是指流经电路的电流量。单位 A (安培),习惯上把正电荷的方向规定为电流的实际方向。,电 气 基 础,返回,整个放电过程化学反应方程式为：PbO2Pb2H2SO42PbSO4

11、2H2O,正极板： PbSO4 分解：PbSO4Pb2+SO42-Pb2+ 在电动势作用下失去两个电子：Pb2+2ePb4+Pb4+ 和电解液中水离解OH-结合：Pb4+4OH-Pb(OH)4Pb(OH)4 又分解：Pb(OH)4PbO22H2OSO42- 与电解液中H+ 结合： SO42-2H+H2SO4,外接电源，蓄电池正极接直流电源正极，负极接负极；当外加电源电压高于蓄电池电动势时，电流将以放电电流相反的方向流过蓄电池，使蓄电池正、负极发生与放电相反的化学变化。,负极板： PbSO4 分解：PbSO4Pb2+SO42-Pb2+ 在电源电动势作用下获得两个电子：Pb2+2ePbSO42-

12、与电解液中H+ 结合： SO42-2H+H2SO4,整个充电过程的反应方程式为： 2PbSO42H2O PbO2Pb2H2SO4,蓄电池充放电的总反应式：,PbO2+Pb+2H2SO4 2PbSO4+2H2O结论：,（1）可以通过测量电解液的密度的方法来判断蓄电池的充放电程度。蓄电池在放电过程中，电解液中的硫酸将逐渐减少，而水逐渐增多，电解液密度下降；而蓄电池在充电过程中，电解液中的水被消耗，硫酸不断增加，电解液密度增加。（2）蓄电池放电终了时，极板上尚余有70%80%的活性物质没有起作用。因此，为了减轻铅蓄电池的质量，提高供电能力，应该充分提高极板活性物质的利用率，在结构上提高极板的多孔性，

13、减小极板厚度。（3）蓄电池在充放电过程中，电解液密度发生变化，主要是由于正极板的活性物质发生化学反应的结果，因此要求正极板处的电解液流动性要好。所以在装配蓄电池时，将隔板有沟槽的一面对着正极板，以便电解液的流通。,E00.8525，25t+(t25)，0.00075 （蓄电池单格静止电动势一般在1.97-2.15V之间变化）,静止电动势是指蓄电池在静止状态下，正、负极板间的电位差，一般用E0表示。,蓄电池内阻：,（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1.2时，电解液电

14、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。,蓄电池的放电特性是指充足电的蓄电池在恒流放电过程中，蓄电池的端电压Uf和电解液密度25等参数随时间而变化的规律。,放电终止标志：电解液密度降至最小许可值（为1.11g/cm3）。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）。,蓄电池的充电特性是指恒流充电过程中，蓄电池的充电电压Uc、电动势E和电解液密度25等参数随时间而变化的规律。,充电终止标志：电解液相对密度上升至最大值，且23小时内不再增加。单格端电压上升到最大值（2.7V），且23小时内不再增加。蓄电池电解液中剧烈冒气泡，呈“沸腾”现象。,五

15、、影响蓄电池容量的因素,什么是蓄电池的容量？完全充足电的蓄电池，在规定的放电条件下所能放出的电量，称为蓄电池的容量，用字母“C”表示，单位为Ah（安.时）。即蓄电池容量等于放电电流与持续放电时间的乘积，用下式表示： C=It （式中，C是蓄电池容量，单位为Ah；I是放电电流；单位为A；t为放电持续时间，单位为h。）额定容量用C20表示，它是指完全充电的蓄电池，在电解液温度为25，密度为1.28g/cm3时，以20h放电率的的放电电流连续放电至单格电池平均电压降到1.75V时输出的电量。,1、蓄电池本身的结构因素 （1）极板上活性物质的数量 （2）极板厚度越薄，活性物质的利用率就越高，容量就越高

16、。 （3）活性物质的孔率 （4）活性物质的真实表面积越大，同时参与反应的物质就越多，容量就越大 （5）极板中心距越小，蓄电池内阻越小，容量越大。2、蓄电池的使用条件因素,影响蓄电池容量的因素？,（1）放电电流 （2）电解液温度 （3）电解液密度,（1)放电电流：放电电流越大，蓄电池输出的容量越小。,注意 在使用起动机时，必须严格控制起动时间，每次接入起动机的时间不得超过5s，两次起动应间隔15s以上,放电电流与容量关系,（2)电解液温度：电解液温度降低，蓄电池输出的容量减小，如图1-15所示。注意 冬季应注意对蓄电池的保温,温度粘度渗入极板困难，活性物质利用率Q；同时，粘度内阻内压降端电压Q。

17、,电解液温度与容量关系,（3)电解液的相对密度：密度相对高，提高了电动势，容量相对增大，但太高后电解液渗透差，容量下降；一般1.26-1.29g/cm3。实践证明，电解液密度相对偏低，有利于提高放电电流和容量以及延长蓄电池的使用寿命。 注意 冬季，在不致结冰的前提下，应尽量采用稍低密度的电解液。,电解液相对密度与容量关系,六、蓄电池的正确使用与维护,（1）拆开蓄电池电缆以前：应将ECU(电子控制总成）等电子元件中存储的信息记录下来。 DTC（诊断故障代码） 无线电台选择 座椅位置（带记忆系统） 方向盘位置（带记忆系统） （2）拆下蓄电池：拆下蓄电池卡箍和拆下蓄电池。 拆开蓄电池负极端子电缆。

18、拆开蓄电池正极端子电缆。 拆下蓄电池卡箍。 拆下蓄电池。,“三抓” （1）抓及时、正确充电 放完电的电池24h内送充电间； 装车使用电池定期补充充电，放电程度，冬季 不超过25%，夏季不超过50%； 带电液存放的蓄电池定期补充充电。 （2）抓正确使用操作 每次启动时间不超过5s，启动间隔时间15s，最多 连续启动3次； 车上蓄电池应固定牢靠，安装搬运时应轻搬轻放。 （3）抓清洁保养 保持蓄电池表面清洁； 及时清除蓄电池表面的酸液； 经常疏通通气孔。,“五防”（1）防止过充和充电电流过大；（2）防止过度放电；（3）防止电解液液面过低；（4）防止电解液密度过大；（5）防止电解液内混入杂质。冬季使用

19、蓄电池时的注意事项 （1）应特别注意保持其处于充足电状态，以防结冰； （2）冬季补加蒸馏水应在充电时进行，以防结冰； （3）冬季容量降低，发动机启动前应进行预热，每次 启动时间不超过5s，每次启动间隔应有15s； （4）冬季气温低，蓄电池充电困难，应经常检查蓄电 池存电状况。,本次结束,七、蓄电池的性能检测（第3次）,12V高率放电计用于12V整体电池，使用时，用力将放电计两触针迅速压在正、负极桩上，并保持35s。对于12V整体电池，若蓄电池电压能保持在9.6V以上，说明该蓄电池性能良好，但存电不足；若稳定在10.611.6V，则说明存电较足；若电压迅速下降，则说明蓄电池有故障。,通常用密度计

20、检查蓄电池电解液的密度。检查步骤如下：（1）打开蓄电池的加液孔盖；（2）把密度计下端的橡皮管伸入单格电池的加液孔内。（3）用手将橡皮球捏一下，再慢慢放开，电解液就会被吸到玻璃管中（控制吸入的电解液不要过多或过少，以将密度计浮子浮起而不会顶住为宜）。（4）使管内的浮子浮在玻璃管中央（不要相互接触），读出密度计的读数，要求读数时，密度计刻度线与眼睛平齐。注意：在测量电解液密度的同时，应该用温度计测量电解液温度，然后将所测得的密度再换算成25时的相对密度值,（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,八、蓄电池的充电及常见故障,（1）定流充电：充电过程中，充电电流恒定不变（通过调

21、整电压，保证电流不变）。优点：充电电流可任意选择，有益于延长蓄电池寿命，可用于初充电和去硫化充电。缺点：充电时间长，且需要经常调整充电电流。,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/2.7（Uc为充电机的额定电压）。串联的蓄电池最好容量相同，否则充电电流的大小必须按照容量最小的蓄电池来选定，这样容量大的蓄电池则充电太慢。,（2）定压充电：在充电过程中，充电电压恒定不变。是蓄电池在汽车上由发电机对其充电的方法。优点为：充电速度快，充电时间短，充电电流IC会随着电动势E的上升，而逐渐减小到零，使充电自动停止，不必人工调整和照管。缺点是：充电电流大小不能

22、调整，所以不能保证蓄电池彻底充足电，也不能用于初充电和去硫化充电。,（3）脉冲快速充电法：以脉冲大电流充电来实现快速充电的方法。,脉冲快速充电首先利用充电初期极化现象不明显、蓄电池可以接受大电流的特点，初期采用0.81.0 C20的大电流对蓄电池进行定流充电。使蓄电池在短时间内达到60%左右的容量。 当单格电池电压达2.4V，电解液开始产生气泡时，则由控制电路控制，使充电转入脉冲充电阶段：先停止充电（前停充）2440ms，使欧姆极化消失，浓差极化也由于扩散作用而部分消失；接着再反向脉冲充电，使蓄电池反向通过脉宽为1501000s、脉幅为（1.53）C20的充电电流，以消除电化学极化所产生的电荷

23、积累，并进一步消除浓差极化；接着再停止充电（后停充）25ms后再利用正脉冲进行充电，周而复始，直到充满为止。,（1）初 充 电：是指对新蓄电池或更换极板后的蓄电池进行的首次充电；一般采用定电流充电。（2）补充充电：蓄电池在车辆上使用时出现存电不足时进行补充充电，一般每月一次的充电？（3）预防硫化间歇过充电：间歇过充电是避免使用中极板硫化的一种预防性充电。一般应每隔3个月进行一次。 充电方法是先按补充充电方式充足电，停歇1h后，再以减半的充电电流进行过充电，直至充足电为止。（4）去硫化充电：蓄电池轻度硫化，可用充电的方法予以消除，方法如下：倒出电解液，加入蒸馏水冲洗两次后，再加入蒸馏水；用IC=

24、2/3Q（A）的电流进行充电，当密度上升到1.15g/cm3时，倒出电解液，再加蒸馏水继续充电，直至密度不再上升；以20h率放电电流放电至单池电压降到1.75V时，再进行上述充电。反复进行以上过程，直至输出容量达到额定容量的80%以上，即可使用。,（1）充电前准备,测量比重用密度计测量蓄电池电解液的比重；检查蓄电池电解液液位添加蒸馏水到上液面。,（2）拆下通气孔塞,连接蓄电池充电器的充电夹,拆下通气孔塞，以释放出蓄电池充电时产生的气体 ；确保充电器充电开关、定时开关和电流调节器都关闭 ；充电器软线上的红色(+)夹子连接到蓄电池正极，黑色()夹子连接到蓄电池负极 ）,（3）蓄电池充电 常规充电,

25、将定时器设置为慢速。设定充电电流：充电电流必须设约为蓄电池容量的1/10。开始充电后，经常地检查比重和电池温度。,（4）蓄电池充电 快速充电,将定时器设定为20分钟左右 。设定充电电流：充电电流必须约为蓄电池容量的2/3 。开始充电后，经常地检查比重和电池温度。,是否完成充电？,一、蓄电池常见的外部故障1、壳体破裂2、封口胶破裂3、极柱腐蚀4、蓄电池爆炸,二、蓄电池常见内部故障,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、过量放电或放电后未及时充电。b、液面太低。

26、c、电解液不纯、相对密度过高。d、气温变化大。（3）排除：轻度硫化，可用小电流长时间充电使活性物质还原。,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额定容量（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。（3）排除：倒出电解液，取出极板组，抽出隔板，用蒸馏水冲洗极板和隔板，然后重新组装，加入新的电解液重新充电。,3、极板短路（1）症状a、充电电压低，密度上升慢，充电中很少有气泡。b、单格电压很低或为0。（2）原因a、隔板质量差或损坏。b、极板拱曲。c、活性物质脱落

27、严重。（3）排除：查明短路的原因并加以排除。,4、极板活性物质脱落（1）症状a、充电时电解液混浊，有褐色物质自底部泛起。b、蓄电池容量下降。（2）原因a、低温大电流放电。b、充电电流过大或过充电时间长。c、蓄电池使用中过于剧烈震动。（3）排除：活性物质脱落不严重的蓄电池，清洗更换电解液后继续使用。,九、拓展知识改进的铅酸蓄电池,（1）免维护蓄电池的结构特点： 极板栅架采用铅钙锡合金制成，消除了锑的副作用； 采用袋式聚氯乙烯隔板，可避免活性物质脱落、极板短路； 采用新型安全通气装置； 外壳由聚丙烯塑料制成； 槽底无筋条； 内装密度计，单格电池间采用穿壁式连接。（2）免维护电池的使用优点： 使用中

28、不需加水； 自放电少； 耐过充电性能好； 使用寿命长； 内阻小，起动性好。,干式荷电蓄电池的负极板制造工艺与普通蓄电池不同：在负极板铅膏中加入松香、油酸、硬脂酸等防氧化剂；干式荷电蓄电池是无电解液能贮存的蓄电池，其极板是干的，且处于荷电状态；若需使用，只要加入规定密度的电解液至标准后，不需要充电即可使用。干式荷电蓄电池具有普通启动型铅酸蓄电池的全部功能。,6-QW-100DF,一、选择题： 1铅蓄电池的内阻大小主要取决于_。 A极板的电阻 B电解液的电阻 C隔板的电阻2蓄电池亏电长期放置不用，容易造成 _。 A极板硫化 B极板短路 C活性物质脱落3蓄电池额定容量与 有关。 A.单格数 B.电解

29、液数量 C.单格内极板片数 D.温度 4 铅蓄电池使用前，一定要经过初充电。 A干荷电 B普通 C免维护5蓄电池电解液的相对密度一般为 。 A1.251.28 B1.151.20 C1.351.406蓄电池在补充充电过程中，第一阶段的充电电流应选取其额定容量的 。 A1/l 0 B1/l 5 C1/20,习题与思考,参考答案1-6：BACBAA,7下列原因哪一个可造成蓄电池硫化 。 A.大电流过充电 B.电解液液面过高 C.长期充电不足8蓄电池在放电过程中，其电解液的密度是 。 A不断上升的 B不断下降的 C保持不变的9蓄电池在正常使用过程中，如发现电解液的液面下降，应及时补充 。 A电解液

30、B稀硫酸 C蒸馏水10蓄电池放电时，端电压逐渐_。 A上升 B平衡状态 C.下降 D. 不变11蓄电池电解液的温度下降，会使其容量_。 A增加 B下降 C不变12蓄电池极板上的活性物质在放电过程中都转变为_。 A硫酸铅 B二氧化铅 C 铅,参考答案7-12：CBCCBA,二、判断题1汽车行驶中充电指示灯亮表示蓄电池处于充电状态。（ ）2将蓄电池的正负极板各插入一片到电解液中，即可获得l2V的电动势。3蓄电池主要包括极板、隔板、电解液和外壳等。 （ ）4蓄电池极板硫化的原因主要是长期充电不足，电解液不足。( ）5在一个单格蓄电池中，负极板的片数总比正极板多一片。( ）6在定电压充电过程中，其充电电流也是定值。 （ ）7蓄电池可以缓和电气系统中的脉冲电压。 （ ）8实践证明，电解液密度相对偏低，有利于提高放电电流和容量以及延长蓄电池的使用寿命。 9在放电过程中，正负极板的上的活性物质都转变为硫酸铅。（ ）10免维护蓄电池在使用过程中不需补加蒸馏水。 （ ）,参考答案 1-5：错错对对对；6-10：错对对对对,结束,