蓄电池供电系统检修

任务1　蓄电池供电系统检修

【任务导入】

蓄电池是汽车上不可或缺的部件，它为发动机启动提供动力，并参与行驶全程供电。它的技术状况直接影响发动机的运转和电气设备的正常工作。学会正确保养、检测和维修蓄电池是电气系统检修的基础。

【任务分析】

本单元任务是认识蓄电池，了解它的工作原理并能独立进行蓄电池的更换、充放电、保养等操作。

【相关知识】

一、电源系统

1．电源系统的组成

汽车电气设备所使用的电源是直流电源，它来自蓄电池或发电机。由蓄电池、发电机、调节器及充电状态指示装置、开关和导线等连接而成的电气系统称为电源系统，其组成如图2－1所示。

图2－1　电源系统的组成

1—发电机；2—蓄电池；3—仪表盘；4—传感器

（1）发电机 汽车的主要电源，向启动系统以外的所有系统供电并向蓄电池充电。

（2）电压调节器 发电机由发动机经皮带驱动旋转，发动机转速变化时，发电机输出电压随之变化，电压调节器的作用是保持发电机在转速和负荷变化时输出电压稳定。

（3）充电状态指示装置 充电指示灯或电流表、电压表，指示蓄电池处于充电还是放电。

2．电源系统的工作过程

如图2－2所示，在发动机正常工作时，发电机向用电设备供电并向蓄电池充电；启动时，蓄电池向启动机供电；为防止因电压起伏过大而烧毁用电设备，要保证发电机输出的电压稳定在一定范围内；充电状态指示装置指示蓄电池的充放电状况。

图2－2　电源系统的工作示意图

二、蓄电池

1．蓄电池的构造

蓄电池主要由正负极板、隔板、电解液、外壳、连接条、接线柱等组成，如图2－3所示。

图2－3　蓄电池的组成

1）极板

极板（见图2－4）由栅架活性物质组成。活性物质是极板上的工作物质。正极板的活性物质为二氧化铅（PbO₂），呈棕褐色。负极板上的活性物质为海绵状纯铅，呈深灰色。活性物质以膏状涂敷在有一定力学强度的栅架上，制成正负极板。由于正极板活性物质容易脱落，所以正极板比负极板厚。

图2－4　蓄电池极板

（a）极板；（b）极板栅架

将正负极板各一片浸入电解液中，就可获得2V的电动势。为了增大蓄电池容量，通常把多片正负极板分别并联，用横板焊接成正负极板组，构成一个单格蓄电池，一个蓄电池通常由一个或多个单格电池串联而成。

图2－5 蓄电池隔板

2）隔板

隔板（见图2－5）的作用是使正负极板尽量靠近而又不至于短路，缩小蓄电池的体积，防止极板变形和活性物质脱落。为了有利于电解液渗透，隔板常用具有良好的耐酸性和抗氧化性的微孔塑料制成。

3）电解液

电解液的作用是形成电离，促使极板活性物质溶离，产生可逆的电化学反应，其组成物质是硫酸水溶液。

4）外壳

外壳的作用是用来盛装电解液和极板组，使铅蓄电池构成一个整体，外壳的材料有硬橡胶和塑料两种。蓄电池的外壳如图2－6所示。

5）连接条

连接条的作用是将单格电池串联起来，提高整个蓄电池的端电压。连接条一般由铅锑合金制成，有外露式和内藏式两种。

6）接线柱

一个普通铅蓄电池首尾两极板组的横板上焊有接线柱，如图2－6所示。一个为正接线柱，旁边标有“＋”或“p”记号；另一个为负极接线柱，旁边标有“－”或“N”记号，有的用不同颜色表示。

图2－6　蓄电池外壳

1—接线柱；2—电池槽；3—隔板；4—沉淀池；5—汇流条；6—极板组

2．蓄电池的作用

（1）在启动发动机时，向启动机提供强大的启动电流，同时给点火系统、电子燃油喷射系统、仪表系统等用电设备供电。

（2）当发电机不发电或电压较低时，向交流发电机磁场绕组、点火系统及其他用电设备供电。

（3）当发电机正常供电时，将发电机剩余电能转换为化学能储存起来。

（4）当发电机过载时，协助发电机向用电系统供电。

（5）稳定电源电压，保护电子设备。

3．蓄电池的正确使用

为了延长蓄电池的使用寿命，蓄电池在使用中应注意以下几点。

1）及时充电

（1）放完电的蓄电池应在24h内及时充电。

（2）车上正在使用的蓄电池一般每两个月补充充电一次，蓄电池的放电程度，冬季不得超过25%，夏季不得超过50%。

（3）停放的蓄电池，应每两个月补充充电一次。

2）正确操作使用

（1）连续使用启动机时，每次启动时间不得超过5s，如果一次未能启动发动机，则应休息15s以上再第二次启动，连续三次启动不成功，就应查明原因、排除故障后再启动发动机。

（2）装、搬运蓄电池应轻搬轻放，不可随意敲打或在地上拖拽，蓄电池在车上固定要牢固，以防行车时颠簸受损。

3）及时清洁维护

（1）经常清理蓄电池表面灰尘、污物，保持蓄电池外表清洁。

（2）接线柱和电线连接要牢固，出现氧化物时应及时清除，并涂上润滑脂。

（3）经常疏通蓄电池通气孔。

4）“五防”

（1）防充电电流过大和长时间充电。

（2）防过度放电。

（3）防电解液面过低。

（4）防电解液密度过高。

（5）防电解液内混入杂质。

【任务实施】

一、实施环境

（1）汽车电器实训室。

（2）蓄电池、高率放电计、电解密度计、专用工具等。

（3）相应的维修手册或资料。

二、实施步骤

1．蓄电池的维护保养

（1）检查蓄电池外壳，是否有裂纹或电解液泄露。

（2）检查蓄电池的安装是否牢固，接线柱是否松动，接线是否紧固。

（3）清除蓄电池上的灰尘、泥土，以及接线柱和线头上的氧化物，并涂上润滑脂。

（4）检查蓄电池的液面高度。

蓄电池液面高度应高出极板10～15mm，如图2－7所示。

图2－7　蓄电池液面检查

（5）检查蓄电池的放电程度，发现存电不足，应立即进行补充充电。

普通蓄电池放电程度的检查方法有两种，如图2－8和图2－9所示。

①测量电解液的相对密度。

先吸入电解液，使密度计浮起，电解液面所在的刻度即为相对密度值。应注意，在测量电解液相对密度时，应同时测量电解液温度。根据公式换算成15℃时的相对密度。

图2－8　用吸式密度计测量密度和电量

图2－9　用高率放电计测量蓄电池电压

②用高率放电计测量电压。

对于技术状态良好的蓄电池，当以启动电流或规定的放电电流连续放电5s时，端电压应不低于规定值。

如果没有高率放电计，在启动系正常情况下，可用启动机作为实验负荷，步骤如下：

拔下分电器中央线，并将线头搭铁；

数字式电压表接于蓄电池正负极上；

接通启动机历时15s，读取电压表读数；

对12V电池而言，电压表读数应不低于9．6V。

2．蓄电池充电注意事项

（1）充电过程中应经常测量电解液温度，上升到40℃时应将充电电流减半；上升到45℃时应停止充电，待冷却至35℃以下时再行充电。

（2）初充电接近完毕时应测量电解液密度，如果不符合规定值，则应用蒸馏水或密度为2．400g/cm³的电解液调整，调整后再充电2h。

（3）新蓄电池充电完毕后，要以20h放电率放电，再次充电，然后又以20h放电率再次放电。如果第二次放电的蓄电池容量不小于额定容量的90%，就可以使用了。

【相关拓展】

免维护铅蓄电池

1．免维护铅蓄电池的结构和特点

免维护铅蓄电池结构如图2－10所示，其特点如下。

（1）采用低锑合金或铅钙合金制作极板栅架。

（2）采用密封式压铸成形极桩。

（3）外壳为聚丙烯塑料热压而成，槽底没有肋条，体积小，质量轻。

（4）隔板采用袋式聚氯乙烯隔板。

（5）通气孔采用新型安全通气装置。

（6）单格电池间的极板组的连接条，采用穿壁式贯通连接，可减少内阻。

图2－10　免维护铅蓄电池

1—极板组；2—极板上部；3—压铸成形密封接线柱；4—安全通气装置；5—盖；6—内装液体密度计；7—外壳与盖粘接；8—外壳；9—穿壁式单格电池连接条；10—袋式隔板

2．免维护铅蓄电池的使用特性

（1）使用中不需要加水。

（2）自放电少，寿命长。

（3）接线柱腐蚀较小。

（4）启动性能好。