1、第1章 车载电源,本章主要内容,汽车电源的组成、特点 蓄电池的分类、功用 蓄电池的结构、工作原理及工作特性 蓄电池的容量及其影响因素 蓄电池的常见故障 蓄电池的正确维护与检测方法 改进型蓄电池的结构 发电机的结构、工作原理及工作特性 调节器工作原理 电源系统的使用与维护、故障及其诊断,1.1 概 述,1.蓄电池的特点蓄电池是一种化学电源，靠其内部的化学反应来储存电能或向用电设备供电。目前燃油汽车上使用的蓄电池主要有两大类：铅酸蓄电池（以下简称铅蓄电池）和镍碱蓄电池。同时，由于人们对燃油汽车排放要求的提高和能源危机的冲击，各国正在不断探索和研制电动汽车，其主要的动力源为新型高能蓄电池。,1.1
2、概 述,下表列出了各种蓄电池特点,铅蓄电池由于结构简单、价格便宜、内阻小、可以短时间供给起动机强大的起动电流而被广泛采用。铅蓄电池又可以分为普通铅蓄电池、干荷电铅蓄电池、湿荷电铅蓄电池和免维护铅蓄电池。,1.1 概 述,各种铅蓄电池的特点见下表。,1.1 概 述,2.汽车电源的组成 汽车上装有蓄电池和发电机两个直流电源，这两个电源并联，全车的用电设备均为并联。,1.1.1 汽车电源的组成与要求,1.1.1 汽车电源的组成与要求,3.蓄电池的功用（1）起动发动机时，蓄电池向起动系和点火系供电。（2）当发动机低速运转，发电机电压低于蓄电池的充电电压时，由蓄电池向用电设备供电。（3）当发动机中、高速
3、运转，发电机电压高于蓄电池的充电电压时，蓄电池将发电机的剩余电能储存起来。 （4）当发电机过载时，蓄电池协助发电机向用电设备供电。（5）蓄电池还可以吸收电路中的瞬时过电压，保持汽车电器系统电压的稳定，保护电子元件。,1.1.2 汽车电源的现状与发展,1蓄电池可充电的蓄电池也被称之为二次电池。目前世界上已出现的二次电池达数十种，根据其电解液的酸碱性可分为酸性蓄电池、碱性蓄电池和中性蓄电池。极板为铅，电解液为硫酸水溶液的铅酸蓄电池具有内阻小、电压稳定的特点，能迅速提供大电流，是较为理想的起动型蓄电池。此外，铅酸蓄电池的结构简单、其结构及生产工艺等较为成熟、成本低。因此，汽车上普遍采用的一直是铅酸蓄
4、电池。,2发电机及调节器车载发电机普遍使用的是硅整流交流发电机。目前汽车上使用的硅整流交流发电机有多种结构形式，根据发电机的励磁方式不同分有普通励磁式(通过电刷引入励磁电流)、无刷励磁式和永磁式等几种，其中普通励磁方式使用最为普遍；根据搭铁方式分有内搭铁式和外搭铁式两种，内搭铁式使用居多；按整流二极管的数量又有六管、八管、九管、十一管等不同形式的交流发电机。,1.1.2 汽车电源的现状与发展,3汽车电气系统的电压现代汽车电气系统普遍采用12V电压，只有部分大型柴油车的起动系统采用24V电压系统。随着汽车电子控制设备越来越多的应用，12V系统已显得不适应。未来汽车电源的电压标准将提高到42V，以
5、便能提供更大的极限功率、减小线束和提高信号传送的质量，使更多的电子控制装置得以使用。,1.1.2 汽车电源的现状与发展,1.1. 汽车电系的特点,1单线制所谓单线制，就是利用汽车发动机和底盘、车身等金属机件作为各种用电设备的共用连线（俗称搭铁），而用电设备到电源只需另设一根导线。任何一个电路中的电流都是从电源的正极出发，经导线流入到用电设备后，通过金属车架流回电源负极而形成回路。采用单线制不仅可以节省材料（铜导线），使电路简化，而且便于安装和检修，降低故障率。但在一些不能形成可靠的电气回路或需要精确电子信号的回路，采用双线。,1.1. 汽车电系的特点,2负极搭铁所谓搭铁，就是采用单线制时，将蓄
6、电池的一个电极用导线连接到发动机或底盘等金属车体上。若蓄电池的负极连接到金属车体上，称为负极搭铁；反之，若蓄电池的正极连接到金属车体上，称为正极搭铁。我国标准中规定汽车电器必须采用负极搭铁。目前世界各国生产的汽车也大多采用负极搭铁方式。,1.1. 汽车电系的特点,3两个电源所谓两个电源，就是指蓄电池和发电机两个供电电源。蓄电池是辅助电源，在汽车未运转时向有关用电设备供电；发电机是主电源，当发动机运转到一定转速后，发电机转速达到规定的发电转速，开始向有关用电设备供电，同时对蓄电池进行充电。两者互补可以有效地使用电设备在不同的情况下都能正常地工作，同时也延长了蓄电池的供电时间。,1.1. 汽车电系
7、的特点,4用电设备并联所谓用电设备并联，就是指汽车上的各种用电设备都采用并联方式与电源连接，每个用电设备都由各自串联在其支路中的专用开关控制，互不产生干扰。5低压直流供电汽车电气设备采用低压直流供电，柴油车大多采用24伏直流供电，汽油车大都采用12伏直流电压供电。,. 汽车电气设备电路的组成,汽车电气系统主要由电源、用电设备和中间装置组成。 任何电气设备和电控装置要想获得电源供应，中间装置的连接必不可少。常见的连接装置有汽车线束、开关装置、保险装置、继电器、连接端子和连接器等等，这些中间装置的选用和装配直接影响到用电设备的运行状况。,1.2 蓄电池,主要内容 蓄电池的结构、工作原理与工作特性
8、蓄电池的容量及其影响因素 蓄电池的故障 蓄电池的正确维护与检测方法 蓄电池的充电与充电方法 改进型蓄电池,1静止电动势的建立将铅蓄电池的正、负极板浸入电解液中，正、负极板与电解液相互作用，在正、负极板间就会产生约2.1V的静止电动势。铅蓄电池的静止电动势Ej：Ej0.85+25式中，Ej-静止电动势，即开路电压（V）；25-基准温度（25）时，电解液的相对密度（g/cm3）。注意，实测电解液的相对密度，应转换成25时电解液的相对密度，转换关系式为：25t + 0.00075（t25）式中，t-实测电解液相对密度（g/cm3）；t-实测电解液温度（）。因为铅蓄电池工作时，电解液密度总是在1.12
9、1.30g/cm3之间变化，所以每个单格电池的电动势也相应地在1.972.15V之间变化。,1.2.1 蓄电池的基本原理,2蓄电池的放电过程当铅蓄电池的正、负极板浸入电解液中时，在正、负极板间就会产生约2.1V的静止电动势，此时若接入负载，在电动势的作用下，电流就会从蓄电池的正极经外电路流向蓄电池的负极，这一过程称为放电，蓄电池的放电过程是化学能转变为电能的过程。放电时，正极板上的PbO2和负极板上的Pb，都与电解液中的H2SO4反应生成硫酸铅（PbSO4），沉附在正、负极板上。电解液中H2SO4不断减少，密度下降。理论上，放电过程可以进行到极板上的活性物质被耗尽为止，但由于生成的PbSO4沉
10、附于极板表面，阻碍电解液向活性物质内层渗透，使得内层活性物质因缺少电解液而不能参加反应，因此在使用中被称为放完电蓄电池的活性物质利用率只有2030。因此，采用薄型极板，增加极板的多孔性，可以提高活性物质的利用率，增大蓄电池的容量。,1.2.1 蓄电池的基本原理,1.2.1 蓄电池的基本原理,1.2.1 蓄电池的基本原理,3蓄电池的充电过程充电时，蓄电池的正、负极分别与直流电源的正、负极相连，当充电电源的端电压高于蓄电池的电动势时，在电场的作用下，电流从蓄电池的正极流入，负极流出，这一过程称为充电。蓄电池充电过程是电能转换为化学能的过程。充电时，正、负极板上的PbSO4还原成PbO2和Pb，电解
11、液中的H2SO4增多，密度上升。当充电接近终了时，PbSO4已基本还原成PbO2和Pb，这时，过剩的充电电流将电解水，使正极板附近产生O2从电解液中逸出，负极板附近产生H2从电解液中逸出，电解液液面高度降低。因此，铅蓄电池需要定期补充蒸馏水。,1.2.1 蓄电池的基本原理,1.2.2 蓄电池的构造,铅蓄电池一般由3个或6个单格电池串联而成，结构如图所示：1负极柱 2加液孔盖 3正极柱 4穿壁连接 5汇流条 6外壳 7负极板8隔板 9正极板,1.2.2 蓄电池的构造,1极板极板是蓄电池的核心部分，蓄电池充、放电的化学反应主要是依靠极板上的活性物质与电解液进行的。极板分为正极板和负极板，均由栅架和
12、活性物质组成。栅架的作用是固结活性物质。栅架一般由铅锑合金铸成，具有良好的导电性、耐蚀性和一定的机械强度。栅架的结构右上图所示。为了降低蓄电池的内阻，改善蓄电池的起动性能，有些铅蓄电池采用了放射形栅架，右下图为桑塔纳轿车蓄电池放射形栅架的结构。,1.2.2 蓄电池的构造,正极板上的活性物质是二氧化铅（PbO2），呈深棕色；负极板上的活性物质是海绵状的纯铅（Pb），呈青灰色。将活性物质调成糊状填充在栅架的空隙里并进行干燥即形成极板。如右上图所示。将正、负极板各一片浸入电解液中，可获得2V左右的电动势。为了增大蓄电池的容量，常将多片正、负极板分别并联，组成正、负极板组，如右下图所示。在每个单格电池
13、中，正极板的片数要比负极板少一片，这样每片正极板都处于两片负极板之间，可以使正极板两侧放电均匀，避免因放电不均匀造成极板拱曲。,1极板组总成 2负极板 3隔板 4正极板 5极板联条,1.2.2 蓄电池的构造,2隔板隔板插放在正、负极板之间，以防止正、负极板互相接触造成短路。隔板应耐酸并具有多孔性，以利于电解液的渗透。常用的隔板材料有木质、微孔橡胶和微孔塑料等。其中，木质隔板耐酸性较差，微孔橡胶隔板性能最好但成本较高，微孔塑料隔板孔径小、孔率高、成本低，因此被广泛采用。3电解液电解液在蓄电池的化学反应中，起到离子间导电的作用，并参与蓄电池的化学反应。电解液由纯硫酸（H2SO4）与蒸馏水按一定比例
14、配制而成，其密度一般为1.241.30g/cm3。,1.2.2 蓄电池的构造,电解液的密度对蓄电池的工作有重要影响，密度大，可减少结冰的危险并提高蓄电池的容量，但密度过大，则粘度增加，反而降低蓄电池的容量，缩短使用寿命。电解液密度应随地区和气候条件而定，下表列出了不同地区和气温下的电解液的密度。另外，电解液的纯度也是影响蓄电池性能和使用寿命的重要因素之一。,1.2.2 蓄电池的构造,4壳体及其它壳体用于盛放电解液和极板组，应该耐酸、耐热、耐震。壳体多采用硬橡胶或聚丙烯塑料制成，为整体式结构，底部有凸起的肋条以搁置极板组。壳内由间壁分成3个或6个互不相通的单格，各单格之间用铅质联条串联起来，如右
15、图所示。壳体上部使用相同材料的电池盖密封，电池盖上设有对应于每个单格电池的加液孔，用于添加电解液和蒸馏水，以及测量电解液密度、温度和液面高度。加液孔盖上的通风孔可使蓄电池化学反应中产生的气体顺利排出。,壳体上面的盖有两种形式，一种是分体式，即每一个单格上有一小盖，盖与壳体间的缝隙用沥青封料密封，另一种是整体式(图1-4)，盖与壳体之间采用热接或胶接工艺粘合。,1.2.2 蓄电池的构造,1.2.2 蓄电池的构造,5.蓄电池的型号 按机械工业部JB259985铅蓄电池产品型号编制方法标准规定，铅蓄电池的型号分为三部分：如型号6QA60代表额定电压12V、额定容量60Ah的起动型干荷电铅蓄电池。,1
16、.2.3 蓄电池的工作特性,1蓄电池静止电动势静止电动势Ej是指蓄电池在静止状态下正负极板之间的电位差。静止电动势的大小取决于极板上活性物质溶解电离达到动态平衡时，在极板单位面积上沉附的Pb4+和e的数量，而这受电解液的密度和温度的直接影响。在电解液密度为1.0501.300gcm3的范围内，静止电动势Ej与电解液密度及温度的关系可由如下的经验公式表示：,1.2.3 蓄电池的工作特性,2蓄电池内阻蓄电池内阻包括：极板电阻、隔板电阻、电解液电阻和串联单格电池的连条电阻等。极板的电阻在完全充电状态下是很小的，但随着蓄电池放电程度的增加，覆盖在极板表面的PbSO4的增多，极板的电阻会随之增大。隔板的
17、电阻主要取决于隔板的材料、厚度及多孔性，在通常使用的隔板中，微孔塑料隔板的电阻较小。电解液的电阻与其温度和密度有关。温度低、电解液密度高时，会因电解液的粘度增大，渗透能力降低而使其电阻增大。电解液密度过高或过低时，还会因为H2SO4的离解度降低而增大电阻。电解液密度为1.208gcm3(25)时，电解液的离解度最高，其粘度也不大，故电阻最小。连条的电阻与连条的长度有关，穿壁式连条短，故其电阻较小。,1.2.3 蓄电池的工作特性,.蓄电池的放电特性蓄电池的放电特性是指以恒定的电流If放电时，蓄电池端电压Uf、电动势E和电解液密度随放电时间的变化规律。图1-5是以20h放电率(If = 0.05C
18、20，C20指蓄电池额定容量)恒流放电的特性曲线。,停止放电后，电解液的渗透使孔隙内外的电解液密度趋于一致，蓄电池单格电池电动势会回升至1.95V的静止电动势(E消失)。在恒电流放电时，每单位时间里H2SO4转变为H2O的数量是一定的，因此，电解液的密度，一呈直线下降。一般电解液密度每下降0.04gcm3，蓄电池放电大约为额定容量的25。放电时，由于蓄电池内阻R0有电压降，因此。蓄电池端电压U低于其电动势E，即：Uf = E IfR0而： E = Ej E蓄电池放电时的电化学反应是在极板的孔隙内进行，产生E的原因是极板孔隙内的密度低于容器中的电解液密度。,1.2.3 蓄电池的工作特性,1.2.
19、3 蓄电池的工作特性,从放电特性曲线可知，蓄电池放电终了可由两个参数判断： 单格电池电压下降至放电终止电压； 电解液密度下降至最小的许可值。终止电压与放电电流的大小有关，放电电流越大，放电的时间就越短，允许放电的终止电压也越低 。如下表所示。,1.2.3 蓄电池的工作特性,.蓄电池的充电特性蓄电池的充电特性是指以恒定的电流Ic充电时，蓄电池充电电压Uc、电动势E及电解液密度等随充电时间变化的规律。图1-6是以20h充电率(Ic = 0.05C20)恒电流充电时的特性曲线。,由于充电电源必需克服蓄电池内阻电压降，因此充电电压Uc要高于蓄电池的电动势E，即：Uc = E + IcR0而： E =
20、Ej+ E由于是恒定电流充电，蓄电池电解液的密度呈直线上升。蓄电池充足电的特征： 蓄电池的端电压上升至最大值(单格电池电压为2.7V)，且2h内不再变化； 电解液的密度上升至最大值，且2h内基本不变； 电解液大量冒气泡，呈现“沸腾”。,1.2.3 蓄电池的工作特性,1.2.4 蓄电池的容量及影响因素,1.蓄电池的容量蓄电池容量C等于放电电流If与放电时间tf的乘积：CIf tf （1）额定容量据国标GB5008.191起动用铅酸蓄电池技术条件规定，将充足电的新蓄电池，在电解液温度为255的条件下，以20小时率的放电电流（即0.05C20安培）连续放电至单池平均电压降到1.75V时，输出的电量称
21、为蓄电池的额定容量，用C20表示。单位为Ah。例：3-Q-90型蓄电池以4.5A（0.05C200.05904.5A）的电流连续放电至单池平均电压降到1.75V时，若放电时间大于等于20h，则其容量CIftf90Ah，达到了额定容量，为合格产品；若放电时间小于20h，则其容量低于额定容量，为不合格产品。,（2）储备容量据国标GB5008.191起动用铅酸蓄电池技术条件规定，蓄电池在252的条件下，以25A恒流放电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。单位为分钟。储备容量表达了在汽车充电系统失效时，蓄电池能为照明和点火系统等用电设备提供25A恒流的能力。 （3）起动容量
22、起动容量表征了铅蓄电池在发动机起动时的供电能力，是检验蓄电池质量的重要指标之一。起动容量受温度影响很大，故又分为低温起动容量和常温起动容量两种。（1）低温起动容量：电解液在18时，以3倍额定容量的电流持续放电至单格电压下降至1V时所放出的电量。持续时间应在2.5min以上。（2）常温起动容量：电解液在30时，以3倍额定容量的电流持续放电至单格电压下降至1.5V时所放出的电量。持续时间应在5min以上。,1.2.4 蓄电池的容量及影响因素,1.2.4 蓄电池的容量及影响因素,2.影响蓄电池的容量的因素 （1）结构因素蓄电池极板的表面积越大，极板片数越多，参加反应的活性物质就越多，容量就越大。另外
23、，极板越薄，活性物质的多孔性越好，则电解液向极板内部的渗透越容易，活性物质利用率就越高，输出容量也就越大。,（2）放电电流,放电电流越大，蓄电池的容量就越小，如右图所示。当放电电流增大时，化学反应速度加快，PbSO4堵塞孔隙的速度也越快，导致极板内层大量的活性物质不能参与反应，蓄电池的实际输出容量减小。,同时，电解液密度迅速下降，导致蓄电池的端电压也迅速下降，因而缩短了放电时间。因此 在实际使用中必须严格控制起动时间，每次起动的时间不应超过5s，且连续两次起动之间的时间间隔不应少于15s。,1.2.4 蓄电池的容量及影响因素,（3）电解液温度（见右图） （4）电解液密度适当提高电解液的密度，可
24、加快电解液的渗透速度，提高蓄电池的电动势和容量。但电解液密度过大，又将导致粘度增加，内阻增大，反而使蓄电池容量降低。,1.2.4 蓄电池的容量及影响因素,1.2.5 蓄电池常见的故障,1.极板硫化,1.2.5 蓄电池常见的故障,2.活性物质脱落,1.2.5 蓄电池常见的故障,3.极板栅架腐蚀,1.2.5 蓄电池常见的故障,4.极板短路,1.2.5 蓄电池常见的故障,5.自放电,1.2.5 蓄电池常见的故障,6.单格电池极性颠倒,1.2.6 蓄电池的使用与维护,1蓄电池的维护保持蓄电池外表面的清洁干燥，及时清除极桩和电缆卡子上的氧化物，并确定蓄电池极桩上的电缆连接牢固。清洗蓄电池时，最好从车上拆
25、下蓄电池，用苏打水溶液冲洗整个壳体（左下图），然后用清水冲洗蓄电池并用纸巾擦干。对蓄电池托架，可先用腻子刀刮净厚腐蚀物，然后用苏打水溶液清洗托架（右下图），之后用水冲洗并干燥。托架干燥后，漆上防腐漆。,（1）定期进行蓄电池的外部检查蓄电池的外观检查主要有以下几项。 检查蓄电池安装是否牢固，线夹与极桩的连接是否牢固，并及时清除线夹和极桩上的氧化物。在线夹与极桩表面涂上凡士林或黄油可防止氧化。 检查蓄电池盖表面是否清洁，应及时清除灰尘、油污、电解液等脏物。 检查加液孔盖通气小孔是否畅通，以防止小孔堵塞而引起蓄电池内部气体集聚而造成压力升高，挤裂壳体甚至产生爆炸事故。,1.2.6 蓄电池的使用与维护
26、,1.2.6 蓄电池的使用与维护,对极桩和电缆卡子，可先用苏打水溶液清洗，再用专用清洁工具进行清洁。如下图所示。清洗后，在电缆卡子上涂上凡士林或润滑油防止腐蚀。注意：清洗蓄电池之前，要拧紧加液孔盖，防止苏打水进入蓄电池内部。,1.2.6 蓄电池的使用与维护,(2) 及时检查电解液的液面高度液面一般应高出极板1015mm，液面过低时应及时补充蒸馏水。注意：不能加注电解液，以免导致电解液密度过高。因为正常使用条件下，液面下降是由于水的自然蒸发和充电时水的电解所致。只有当确认是电解液倾出或渗漏而使电解液不足时，才可加注相同密度的电解液。 (3) 定期检查蓄电池的放电程度用测量电解液密度或单格电池电压
27、降的方法检查蓄电池的放电程度。如果放电程度冬季超过25，夏季超过50时，就应对蓄电池进行补充充电后再用。 (4) 定期对蓄电池进行补充充电即不考虑蓄电池放电程度，也应按时间强制性补充充电，以保证蓄电池始终保持充足电状态，避免极板硫化。定期补充充电一般每月一次，城市公共汽车可短些，而长途运输汽车则可更长一些。,1.2.6 蓄电池的使用与维护,2蓄电池技术状况检查方法 (1) 电解液液面的检查普通蓄电池应使用玻璃管检查各单格液面高度，如图所示。工具：内径为35mm的玻璃管。液面高度标准值为1015mm。,1.2.6 蓄电池的使用与维护,采用透明耐酸塑料容器的蓄电池可从蓄电池容器侧面观察液面的高度，
28、为观察方便，一些蓄电池容器侧面有液面高度指示线。 正常液面高度应介于两线之间，如图所示。液面过低时，应加入蒸馏水补充。,有少数蓄电池可以从加液孔检查液面高度。,1.2.6 蓄电池的使用与维护,(2) 放电程度的检查 ）专用的密度计测量可以通过专用的密度计测量电解液的密度，以得到蓄电池放电程度的估计值。一般密度每下降0.01gcm。，相当于蓄电池放电6。,1.2.6 蓄电池的使用与维护,蓄电池电解液密度的检测电解液密度的大小，是判断蓄电池容量的重要标志。测量蓄电池电解液密度时，蓄电池应处于稳定状态。蓄电池充、放电或加注蒸馏水后，应静置半小时后再测量。用吸式密度计测量电解液密度，其测量过程（见下图
29、）。测得的密度值应用标准温度（+25）予以校正（同时测量电解液温度）。不同温度条件下电解液密度修正值见下表。,1.2.6 蓄电池的使用与维护,通过对各个单格电池电解液密度的测量，可以确定蓄电池是否失效。如果单格电池之间的密度相差0.05g/cm3，则该电池失效。电解液密度与放电程度的关系是：密度每下降0.01g/cm3相当于蓄电池放电6，当判定蓄电池在夏季放电超过50，冬季放电超过25时不宜再继续使用，应及时进行补充充电，否则会使蓄电池早期损坏。,1.2.6 蓄电池的使用与维护,）蓄电池开路电压的测量测量蓄电池开路电压时，蓄电池应处于稳定状态，蓄电池充、放电或加注蒸馏水后，应静置半小时后再测量
30、。蓄电池开路电压可用万用表的电压挡测量，将万用表的正、负表笔分别与蓄电池的正、负极相接即可。蓄电池端电压可以反应蓄电池的存电程度，它们之间的关系见下表。,1.2.6 蓄电池的使用与维护,）负荷试验检测负荷试验要求被测蓄电池至少存电75以上，若电解液密度低于1.22g/cm3，用万用表测得静止电动势不到12.4V，应先充足电，再作测试。使用高率放电计检测，高率放电计的结构如右图所示。,1.2.6 蓄电池的使用与维护,高率放电计是模拟起动机工作状态，检测蓄电池容量的仪表。它由一只电压表和一负载电阻组成。由于在检测时，蓄电池对负载电阻的放电电流可达100A以上，所以，能比较准确判定蓄电池的容量和基本
31、性能，是目前普遍使用的检测仪表。以12V蓄电池为例，使用方法如下：将高率放电计的正、负放电针分别压在蓄电池的正、负极柱上，保持15s，若电压保持在9.6V以上，说明性能良好，若稳定在11.610.6V，说明存电充足，若电压迅速下降，说明蓄电池已经损坏。注意：此项测量不能连续进行，必须间隔1分钟后才可以再次检测，以防止蓄电池损坏。随车起动测试：在起动系正常的情况下，以起动机作为试验负荷。拔下分电器中央高压线并搭铁，将万用表置于电压挡，红、黑表笔分别接在蓄电池正、负极柱上，接通起动机15s，读取电压表读数，对于12V蓄电池，应不低于9.6V。,1.2.6 蓄电池的使用与维护,3.冬季使用注意事项
32、根据季节和地区的变化及时调整电解液的密度。冬季可加入适量的密度为1.40g/cm3的电解液，以调高电解液的密度（一般比夏季高0.020.04g/cm3为宜）。冬季向蓄电池内补加蒸馏水时，必须在蓄电池充电前进行，以免水和电解液混合不均而引起结冰。冬季蓄电池应经常保持在充足电的状态，以防电解液密度降低而结冰，引起外壳破裂、极板弯曲和活性物质脱落等故障。,1.2.6 蓄电池的使用与维护, 适当调高电解液密度。因为密度低的电解液在冬季容易结冰。因此进入冬季后，应将电解液调至在该地区不会结冰的密度。电解液密度与冰点的关系见表,1.2.6 蓄电池的使用与维护, 应经常保持蓄电池处于充足电状态。因为放电后蓄
33、电池电解液的密度会降低，增大了结冰的危险。 应在充电时加注蒸馏水。这样可使水很快与电解液混合，减少电解液结冰的危险性。 注意蓄电池的保温预热。寒冷地区冬季在发动机冷起动时，应对蓄电池预热，以便提高蓄电池的容量、降低电阻，使起动容易。,1.2.6 蓄电池的使用与维护,4蓄电池的储存（1）新蓄电池的储存未启用的新蓄电池，其加液孔盖上的通气孔均已封闭，不要通破。保管蓄电池时应注意以下几点：存放室温530，干燥、清洁、通风。不要受阳光直射，离热源距离不小于2m。避免与任何液体和有害气体接触。不得倒置或卧放，不得叠放，不得承受重压。新蓄电池的存放时间不得超过2年。（2）暂时不用的蓄电池的储存采用湿储存方
34、法，即先充足电，再把电解液密度调至1.241.28g/cm3，液面调至规定高度，然后将通气孔密封，存放期不得超过半年，期间应定期检查，如容量降低25，应立即补充充电，交付使用前也应先充足电。（3）长期停用的蓄电池的储存采用干储存法，即先将充足电的蓄电池以20h放电率放完电，然后倒出电解液，用蒸馏水反复冲洗多次，直到水中无酸性，凉干后旋紧加液孔盖，并将通气孔密封，存放条件与新蓄电池相同。,1.2.6 蓄电池的使用与维护,5启用新蓄电池首先擦净外表面，旋开加液孔盖，疏通通气孔，注入新电解液，静置46h后，调节液面高度到规定值，按初充电规范进行充电后即可使用。干荷电蓄电池在规定存放期（一般为2年）内
35、，启用时可直接加入规定密度的电解液，静置2030min后，校准液面高度，即可使用。若超期存放或保管不当损失部分容量，应在加注电解液后经补充充电方可使用。 6蓄电池的拆装（1）拆装、移动蓄电池时，应轻搬轻放，严禁在地上拖拽。（2）蓄电池型号和车型应相符，电解液密度和高度应符合规定。（3）安装时，蓄电池固定在托架上，塞好防振垫。（4）极桩涂上凡士林或润滑油，防腐防锈。极桩卡子与极桩要接触良好。（5）蓄电池搭铁极性必须与发电机一致。（6）接线时先接正极后接负极，拆线时相反，以防金属工具搭铁，造成蓄电池短路。,1.2.7 蓄电池的充电,蓄电池是直流电源，必须用直流电源对其进行充电。充电时，充电电源的正
36、极接蓄电池的正极，充电电源的负极接蓄电池的负极。1充电方法 (1) 定流充电(2) 定压充电,1.2.7 蓄电池的充电,（1）定流充电指充电电流保持恒定的充电方法。广泛用于初充电、补充充电和去硫化充电等。恒流充电的接线方法（右上图）。充电特性曲线（右下图）。,1.2.7 蓄电池的充电,为缩短充电时间，充电过程通常分为两个阶段。第一阶段采用较大的充电电流，使蓄电池的容量得到迅速恢复，当蓄电池电量基本充足，单格电池电压达到2.4V，开始电解水产生气泡时，转入第二阶段，将充电电流减小一半，直到电解液密度和蓄电池端电压达到最大值且在23h内不再上升，蓄电池内部剧烈冒出气泡时为止。恒流充电的适应性强，可
37、任意选择和调整充电电流的大小，有利于保持蓄电池的技术性能和延长使用寿命，其缺点是充电时间长，要经常调节充电电流。,1.2.7 蓄电池的充电,(2) 定压充电定压充电是指充电过程中，充电电源电压保持恒定的充电方法。 恒压充电的接线方法(右上图）。恒压充电特性曲线（右下图）。,1.2.7 蓄电池的充电,若充电电压过高，将导致过充电；充电电压过低，将导致充电不足。一般单格电池充电电压选为2.5V。在定压充电初期，充电电流较大，45h内即可达到额定容量的9095，因而充电时间较短，而且不需要照管和调整充电电流，适用于补充充电。由于充电电流不可调节，所以不适用于初充电和去硫化充电。,1.2.7 蓄电池的
38、充电,2脉冲快速充电脉冲快速充电必须用脉冲快速充电机进行， 其充电电流波形（右图）。脉冲快速充电的过程是：先用0.81倍额 定容量的大电流进行恒流充电，使蓄电池在 短时间内充至额定容量的5060，当单 格电池电压升至2.4V，开始冒气泡时，由充 电机的控制电路自动控制，开始脉冲快速充 电，首先停止充电25ms（称为前停充），然 后再放电或反向充电，使蓄电池反向通过一个较大的脉冲电流（脉冲深度一般为 充电电流的1.53倍，脉冲宽度为1501000s），然后再停止充电40ms（称为 后停充），以后的过程为：正脉冲充电前停充负脉冲瞬间放电后停充正 脉冲充电循环进行，直至充足电。脉冲快速充电的优点是充
39、电时间可大大缩 短（新蓄电池充电仅需5h，补充充电需1h）。缺点是对蓄电池的寿命有一定的影 响，并且脉冲快速充电机结构复杂，价格昂贵，适用于电池集中、充电频繁、 要求应急的场合。,1.2.7 蓄电池的充电,3.充电种类(1) 初充电(2) 补充充电(3) 锻炼循环充电(4) 去硫化充电(5) 预防硫化与均衡充电,1.2.7 蓄电池的充电,（1）初充电初充电指对新的或更换极板后的蓄电池进行的第一次充电。其操作步骤是：1）按蓄电池制造厂的规定和本地区的气温条件，加注一定密度的电解液（加注前，电解液温度不得超过30），放置4-6h，使极板浸透，并调整液面高度至规定值。2）将蓄电池的正、负极分别与充电
40、机的正、负极相连。3）采用两阶段恒流充电法充电时，第一阶段充电电流为额定容量的1/15，待电解液中有气泡冒出、单格电池电压达2.4V时，转入第二阶段，将电流减小一半，直至蓄电池充足电为止。充电过程中应注意测量电解液的温度，当温度超过40时，应将电流减半，如温度继续上升达45时，应停止充电，待冷却至35以下时再充电。4）充好电的蓄电池应检查电解液的密度，如不符合规定，应用蒸馏水或1.4g/cm3的稀硫酸进行调整，并调整液面高度至规定值。调整后，再充电2h，直到电解液密度符合规定为止。不同型号铅蓄电池的初充电电流值下表。,1.2.7 蓄电池的充电,1.2.7 蓄电池的充电,（2）补充充电补充充电是
41、指对使用中的蓄电池在无故障的前提下，为保持或恢复其额定容量而进行的正常的保养性充电。一般汽车用蓄电池应每隔12个月从车上拆下来进行一次补充充电，使用中，如发现下列现象之一时，必须及时进行补充充电：（1）电解液相对密度降至1.15g/cm3以下时；（2）冬季放电量超过25，夏季超过50时；（3）前照灯灯光比平时暗淡，起动无力时；（4）单格电池电压降到1.70V以下时。补充充电可采用恒压充电或两阶段恒流充电。汽车上蓄电池的充电采用恒压充电法充电。充电间多采用两阶段恒流充电法充电。采用两阶段恒流充电法进行补充充电时，应先用C20/10的电流进行充电，当单格电池电压达到2.4V以上时，改用C20/20
42、的电流充电至充足为止。不同型号铅蓄电池的补充充电电流值上表。,1.2.7 蓄电池的充电,（3）循环锻炼充电循环锻炼充电是铅蓄电池为防止极板钝化而进行的保养性充电。铅蓄电池使用中常处于部分放电的状况，参加化学反应的活性物质有限，为避免活性物质长期不工作而收缩，每隔三个月进行一次循环锻炼充电。充电方法是：先按照补充充电或间歇过充电方法将铅蓄电池充足电，再用20h率的电流连续放电至单格电池电压降为1.75V为止，其容量降低不得大于额定容量的10，否则，应进行充、放电循环，直至容量达到额定容量的90为止，方可使用。,1.2.7 蓄电池的充电,（4）去硫化充电去硫化充电是消除铅蓄电池极板轻度硫化的一种排
43、故性充电。充电方法和步骤如下：（1）将铅蓄电池按20h放电率，放电至单格电池电压降至1.75V为止。（2）倒出电解液，用蒸馏水反复冲洗几次，然后加入蒸馏水至规定的液面高度，用初充电第二阶段充电电流进行充电，当电解液密度增大到1.15g/cm3时，再将电解液倒出，加入蒸馏水，继续充电，反复多次，直至电解液密度不再上升为止。（3）换用正常密度的电解液，按初充电方法将蓄电池充足电。（4）用20h放电率放电，检查容量，若其输出容量可达额定容量的80以上，则可装车使用，若达不到，应更换蓄电池或修理。,1.2.7 蓄电池的充电,(5) 预防硫化与均衡充电预防硫化充电以防止极板的硫化为目的，均衡充电则主要是
44、为了减少或消除蓄电池单格电池之间容量的差异，其充电方法则均是在蓄电池充足电后，仍以适当的小电流继续“过充电”。,1.2.8 改进型铅酸蓄电池,普通的铅酸蓄电池也称之为干封蓄电池，此种蓄电池启用时需加电解液再经初充电后才能使用。通过结构、工艺和材料等方面的改进，使蓄电池使用性能、维护性能等均有所提高。因此，改进型铅酸蓄电池已得到广泛的应用。改进型铅酸蓄电池的主要类型：(1) 干荷电蓄电池(2) 湿荷电蓄电池(3) 胶体蓄电池(4) 免维护蓄电池,1.2.8 改进型铅酸蓄电池,(1) 干荷电蓄电池在极板组干燥状态下，可较长时间保持在制造过程中所得电荷的蓄电池称之为干荷电蓄电池。干荷电蓄电池主要是对
45、负极板采取了能提高活性物质化学稳定性的工艺措施，从而提高了极板的荷电性。干荷电蓄电池的优点是存放期长，可长达两年。在存放期内启用，只要注人规定密度的电解液至适当的高度，静置2030min即可使用，无需初充电，因此方便了用户和应急使用。对于存放期超过两年的干荷电蓄电池，因极板会有部分氧化，使用前应以补充充电电流充电510h。,1.2.8 改进型铅酸蓄电池,(2) 湿荷电蓄电池存放期极板呈湿润状态而保持其荷电性的蓄电池称之为湿荷电蓄电池。湿荷电蓄电池较之干荷电蓄电池其工艺过程稍有些不同，存放保持荷电的时间也要短一些。湿荷电蓄电池在存放期(约6个月)内，加注标准密度的电解液至规定的高度即可使用，首次
46、放电量可达到额定容量的80。存放期在一年左右的湿荷电蓄电池加注电解液后立即放电，可放出额定容量的50。湿荷电蓄电池使用前对其进行补充充电，就可以达到额定的容量。湿荷电蓄电池适宜于无需长期存放的场合。,1.2.8 改进型铅酸蓄电池,(3) 胶体蓄电池电解液呈胶体状的蓄电池称之为胶体蓄电池。胶体蓄电池的电解液中渗入了硅酸溶胶，使得电解液呈胶体状。它具有的优点是：电解液不会溅出，在使用、维护、保管和运输过程中设备和人可免受被腐蚀的危险；使用中只需加蒸馏水，无需调整密度；胶状电解液可使极板活性物质不易脱落，可延长蓄电池的使用寿命约20%。胶体蓄电池的缺点是胶体电解质的电阻较大，使蓄电池的内阻增大、容量
47、降低；由于电解质和极板不可能很均匀，使极板各部分有差异而形成电位差，因此自放电较大。,1.2.8 改进型铅酸蓄电池,4. 免维护蓄电池在蓄电池的使用寿命期内无需进行日常维护的蓄电池称之为免维护蓄电池。免维护蓄电池的突出优点是：在汽车合理使用过程中无需添加蒸馏水，蓄电池自放电小，仅为普通蓄电池的1618，在使用期内一般无需进行补充充电；极桩腐蚀小或无腐蚀，使用寿命长，内阻小，起动性能好。免维护蓄电池在结构、工艺和材料等方面采取了一些措施。,1.2.8 改进型铅酸蓄电池,免维护蓄电池特点：1）栅架材料采用铅钙合金，既提高了栅架的机械强度，又减少了蓄电池的耗水量和自放电。2）采用了袋式微孔聚氯乙烯隔
48、板，将正极板装在隔板袋内，既可避免正极板上的活性物质脱落，又能防止极板短路。因此壳体底部不需要凸起的肋条，降低了极板组的高度，增大了极板上方的容积，使电解液贮存量增多。3）蓄电池内部安装有电解液密度计，可自动显示蓄电池的存电状态和电解液液面的高低。如果密度计的观察窗呈绿色，表明蓄电池存电充足，可正常使用；若显示深绿色或黑色，表明蓄电池存电不足，需补充充电；若显示浅黄色，表明蓄电池已接近报废。如图所示。,1.2.8 改进型铅酸蓄电池,4）采用了新型安全通气装置和气体收集器，在孔盖内部设置了一个氧化铝过滤器，可阻止水蒸气和硫酸气体通过，同时又可以使氢气和氧气顺利逸出。通气塞中装有催化剂钯，可促使氢
49、、氧离子重新结合成水回到蓄电池中。,1绿色（充电程度为65或更高） 2黑色（充电程度低于65） 3浅黄色（蓄电池有故障）4蓄电池盖 5观察窗 6光学的荷电状况指示器 7绿色小球,1.3 交流发电机与调节器,交流发电机的功用 交流发电机的结构、工作原理与工作特性 调节器的结构、工作原理 充电指示灯控制电路 发电机与调节器的检修 其它类型发电机,1.3.1 交流发电机的原理,发电机是汽车的主要电源，其功用是在发动机正常运转时，向所有用电设备（启动机除外）供电，同时给蓄电池充电。汽车用发电机可分为直流发电机和交流发电机，由于交流发电机的性能在许多方面优于直流发电机，直流发电机已被淘汰。目前汽车采用三相交流发电机，内部带有二极管整流电路，将交流电整流为直流电，所以，汽车交流发电机输出的是直流电。交流发电机必须配装电压调节器，电压调节器对发电机的输出电压进行控制，使其保持基本恒定，以满足汽车用电器的需求。,
