1蓄电池

null学习情景1 蓄电池的使用与检俢学习情景1 蓄电池的使用与检俢null【学习目标】： 1、熟悉蓄电池的基本结构和特点。　 　 2、了解蓄电池的充电工作特性和放电工作特性。 3、熟悉蓄电池的工作原理。 3、掌握蓄电池的基本检测方法。 4、掌握蓄电池的维护作业，并对常见故障进行诊断与排除任务1.1蓄电池的使用与维护任务1.1蓄电池的使用与维护〖任务描述〗蓄电池的使用与维护 〖任务〗通过了解蓄电池的结构与工作原理，熟悉蓄电池的合理使用与维护，掌握蓄电池的充电方法。知识1．1．1 蓄电池的功能与类型知识1．1．1 蓄电池的功能与类型蓄电池是一种将化学能转变为电能的装置，属于可逆的直流电源。 应用最广泛的汽车蓄电池是铅酸蓄电池。 蓄电池最主要的作用是：发动机工作时向起动机和点火装置供电。 汽油机起动电流为200－600A有的柴油机起动电流达1000A。蓄电池并联电路蓄电池并联电路蓄电池的分类 蓄电池的分类 汽车上一般采用铅酸蓄电池，其主要目的使启动发动机。车用蓄电池可分为以下4种： 湿荷电蓄电池 干荷电蓄电池 少维护蓄电池 免维护蓄电池。蓄电池的功用蓄电池的功用1.发动机启动时，向启动机和点火系统供电 2.发动机低速运转时，向用电设备和发电机磁场绕组供电。（应用中应避免） 3.发动机运转时，将发电机剩余电能转化为化学能储存起来； 4.发电机过载时，协助发电机向用电设备供电 5.蓄电池相当于一个大电容器，能吸收电路中出现的舒瞬时过电压，保护电子元件，保持汽车电器系统电压稳定对蓄电池的要求对蓄电池的要求启动发动机时，蓄电池在5～10S内，要向启动机连续供给强大电流（汽油机200～600A，柴油机800～1000A） 因此，对蓄电池的要求是：容量大、内阻小、有足够的启动能力。知识1．1．2 蓄电池的构造知识1．1．2 蓄电池的构造一、蓄电池的构造一、蓄电池的构造1、极板组 2、隔板 3、壳体 4、联条 5、加液孔盖 6、电解液加液孔盖加液孔盖壳体极柱观察区观察区null隔板极板组蓄电池外壳加液孔盖联条1.正、负极板1.正、负极板极板：是蓄电池的基本部件，由它接受充入的电能和向外释放电能。极板分正极板和负极板两种。正极板上的活性物质是二氧化铅，呈棕红色；负极板上的活性物质是海绵状纯铅，呈青灰色。 极板极板极板极板栅架 活性物质null极板组 为了提高蓄电池的容量，将多片正负极板分别并联，用横板焊接，组成正负极板组。 正负极板相互嵌合，中间插入隔板，负极板的数量总比正极板多一片，其目的是正极板两侧放电均匀，以免极板拱曲。 极板的活性物质分别充填在铅锑合金铸成的栅架上。 2.隔板 2.隔板 为了避免相互接触而短路，正负极板之间要用绝缘的隔板隔开。 隔板材料应具有多孔性结构，以便电解液自由渗透，而且化学性能应稳定，具有良好的耐酸性和抗氧化性。隔板的安装隔板的安装3.壳体3.壳体用来盛放电解液和极板组。 应耐酸、耐热、耐振，通常用硬橡胶制成。3.外壳3.外壳 蓄电池外壳为一整体式结构的容器，极板、隔板和电解液均装入外壳内。 蓄电池电压一般有6V和12V两种规格，因此，外壳内由间壁分成3个和6个互不相通的单格。 外壳应耐酸、耐热、耐寒、抗震动，并具有足够的机械强度。外壳外壳4.电解液4.电解液铅酸蓄电池的电解液，是由相对密度1.84的纯硫酸和蒸馏水配制而成。 密度一般在1.24－ 1.31g／cm的范围之内。 电解液的纯度是影响蓄电池的电气性能和使用寿命的重要因素，一般工业用硫酸和普通水中，因含有铁、铜等有害杂质，绝对不能加入到蓄电池中去，否则容易自行放电，并且容易损坏极板。因此，蓄电池电解液要用规定的蓄电池专用硫酸和蒸馏水配制。4.电解液4.电解液电解液是用专用硫酸和蒸馏水按一定比例配制而成，一般比重为1.24~1.30。5、联条5、联条蓄电池3个或6个单格电池之间靠联条进行串联，有外露式、穿壁式和跨越式。现多采用穿壁式联接方式(见图)。6、加液孔盖6、加液孔盖加液孔盖用来防止电解液溅出及加注电解液，加液孔盖上有通气孔，这样可以使电解过程中产生的H2和O2排出。二、蓄电池的型号、规格 二、蓄电池的型号、规格 1.蓄电池的产品型号 按照原机械工业部部颁JB2599－85的规定，铅蓄电地产品型号分为三段，1-串联的单格电池数;2-蓄电池类型\特征;3-额定容量/特殊性能 null123451——蓄电池单格数，用阿拉伯数字示，常用的有3和6。 2——蓄电池的用途，用汉语拼音第一个字母表示，Q为起动型，M为摩托车用，JC为船用，HK为飞机用等。 3——如A为干式荷电极板，无字为干封普通极板铅蓄电池。 4——20h率放电额定容量，用数字表示。单位为A·h。 5——特殊性能，用汉语拼音第一个字母表示，如G为高起动率。例如、解放CA141汽车用蓄电池例如、解放CA141汽车用蓄电池6-QA-100 即是6个单格电池 额定电压12伏 额定容量100Ah 起动型干荷蓄电池知识1．1．3 蓄电池的工作原理知识1．1．3 蓄电池的工作原理双极硫酸盐化理论 蓄电池中参与化学反应的物质，正极板上是pbO2 负极板上是pb 电解液是硫酸水溶液 蓄电池放电时，正极板上的pbo2和负极板上的pb都变成pbso4水溶液 电解液中的H2SO4减少，相对密度下降。蓄电池充电时，则按相反的方向变化。 蓄电池的工作原理 蓄电池的工作原理 蓄电池的化学反应方程式为:1．电动势的建立1．电动势的建立蓄电池的电动势是正、负极浸入电解液后产生的。其反应过程见图1-8所示 负极板：铅溶于电解液中，失电子生成Pb2+ Pb-2e→Pb2+ 电子留在负极板上，和Pb2+吸引，使负极具有负电位，为-0.1V。1.电动势的建立1.电动势的建立正极板：PbO2溶于电解液 　　PbO2+2H2O→Pb(OH)4 　　Pb(OH)4→Pb4+ + 4OH- OH-留在电解液中，Pb4+ 沉附在正极表面,使正极板有+2.0V 在外电路未接通时，反应达到动态平衡时，静止电动势为： E=2.0－(－0.1)=2.1V1.电动势的建立1.电动势的建立2、放电过程2、放电过程将蓄电池的化学能转换成电能的过程称为放电过程。 2、放电过程 2、放电过程 如果将蓄电池与外电路的负荷接通，电子e从负极板经过外电路的负荷流往正极板，使正极板的电位下降，从而破坏了原有的平衡状态。发生电化学反应。 从理论上说，蓄电池这种放电过将极板上所有物质全部转变为硫酸铅，但实际转化的只有20-30%。 null 沉附在正、负极板上，极板上的活性物质减少；电解液中不断减少,内阻增大，容量减小 , 增多，电解液密度下降，蓄电池电压降低；蓄电池内部的化学能转化为电能供给用电设备。 蓄电池放电终了的特征如下： （1）单格电池电压降到放电终止电压。 （2）电解液密度降到最小许可值。 3、充电过程 3、充电过程 充电时蓄电池的正负两极接通直流电源 当电源电压高于蓄电池的电动势E时，电流由蓄电池的正极流入，从蓄电池的负极流出，也就是电子由正极板经外电路流往负极板。 这时正负极板发生的化学反应正好与放电过程相反，其化学反应过程如图所示。 null蓄电池充电时极板上的转变为Pbo2 和 Pb ，极板上的活性物质增多；电解液中 不断增多，减少，电解液密度上升；蓄电池电压升高，内阻减小，容量增大。 蓄电池充足电的标志如下： ① 电解液中有大量气泡冒出，呈沸腾状态。 ② 电解液的密度和蓄电池的端电压上升到规定值 知识1．1．4蓄电池的型号知识1．1．4蓄电池的型号知识1．1．5蓄电池的技术性能参数知识1．1．5蓄电池的技术性能参数1、额定电压 2、额定容量 3 、储备容量 4、冷启动电流知识1．1．6蓄电池的充放电特性知识1．1．6蓄电池的充放电特性蓄电池的充电工作特性 蓄电池的放电工作特性 null子任务1.1.1蓄电池技术状况的检测子任务1.1.1蓄电池技术状况的检测1、蓄电池电解液液面高度检测图1-10电解液液面高度的检测 1-加液孔 2-玻璃棒 3-外壳 4-防护板 5-极板组2.蓄电池电解液密度检测2.蓄电池电解液密度检测图1-11 检测蓄电池电解液密度 3．检测蓄电池电压3．检测蓄电池电压4．检测蓄电池放电电压4．检测蓄电池放电电压（1）就车检测 （2）用高率放电计检测 万用表的正、负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，电压应在9.6V以上，并保持稳定。子任务1.1.2 蓄电池的使用与维护子任务1.1.2 蓄电池的使用与维护1．蓄电池的警告说明和安全规程 （1）由于蓄电池内部有硫酸溶液，充电时还会放出可燃气体，所以使用蓄电池要注意 （2）连接或断开蓄电池电缆、蓄电池充电机或跨接电缆时，点火开关必须处于“OFF”（关闭）或“LOCK”（锁止）位置，并且所有电气负载必须为“OFF”（关闭），除非操作程序中另有说明，否则会损坏车辆上的电子设备。 （3）蓄电池电极短路产生的电流强度，足以导致烧伤，所以要防金属工具搭铁，造成蓄电池短路。 （4） 避免过度的充放电循环和长时间放电。这对极板的活性物质有非常大的损害，会大大缩短蓄电池使用寿命。 （5） 蓄电池极柱上不允许涂抹油脂，按规定扭矩拧紧蓄电池极柱螺栓，不能过度施力。 （6） 蓄电池搭铁极性必须与发电机一致，不得接错。 （7） 断开蓄电池接线时，应先断负极后断正极，装复时按相反顺序。 （8） 对于带有中央排气软管的蓄电池，软管必须一直连接在蓄电池上，并保持软管畅通。 （9） 蓄电池的大电流放电、深度充放电和长期亏电闲置是最影响蓄电池寿命的负面因素，所以使用中应尽量避免。二、蓄电池的检查和维护二、蓄电池的检查和维护（1）极柱卡子应按规定力矩紧固，保证与极柱之间接触良好。 （2）保持加液孔盖上通气孔的畅通，定期疏通。图1-15 清洗蓄电池表面图1-16 清洗蓄电池托架图1-17 清洗蓄电池极柱和电缆卡子子任务1.1.3蓄电池的充电作业子任务1.1.3蓄电池的充电作业一、蓄电池的充电 1 初充电 蓄电池在安装或大修后的第一次充电，称为初充电。初充电是否良好，将严重影响蓄电池的寿命。 2 补充充电 电池在存放、运输、安装过程中，会因自放电而失去部分容量。因此，在安装后投入使用前，应根据电池的开路电压判断电池的剩余容量，然后采用不同的方法对蓄电池进行补充充电。对备用搁置的蓄电池，每3个月应进行一次补充充电。 二、蓄电池的加液、补液和密度调整维护作业 1.电解液的加注作业 null 初次使用的蓄电池，加液作业应该按照使用地区温度条件加注适当密度的电解液。不同的地区温度条件加注电解液的标准见表1-4。 表1-4 不同温度电解液密度null加注电解液作业注意事项： （1）需要调整电解液密度时，禁止将蒸馏水倒入浓硫酸中，以免发生爆溅，造成烧伤事故。 （2）操作人员必须佩戴防护镜、橡胶防酸手套、塑料围裙和高筒胶鞋，以防烧伤。如有硫酸溅到皮肤或衣服上时，应立即用10%的碳酸钠水溶液中和，然后用温和清水清洗。 （3）配制电解液时，因硫酸稀释放热，使电解液温度升高，因此配制好的电解液须待其冷却到35℃以下时，方可注入蓄电池内。 （4）大容量的蓄电池初次加液时，内部会产生较高的温度，当外壳温度高于50℃时，应该采取将其放置在冷水槽中降温的措施。 （5）干荷蓄电池加注电解液后需要静置30min后才能使用。null3.蓄电池的补液维护作业 蓄电池的补液维护作业是在清洁和检测作业后进行的，其方法是:直接将专用蓄电池补液(蒸馏水)加入到蓄电池内部，满足液面高度要求即可。 4．蓄电池的电解液密度的调整 对于经常使用的蓄电池，在维护作业时，如果单格电解液密度有明显不同时，应进行密度调整，以防止放电内阻的变化影响其正常工作。 三、蓄电池的充电方法三、蓄电池的充电方法 1．恒流充电 2．恒压充电 3. 脉冲快速充电1．恒流充电1．恒流充电在充电过程中，充电电流恒定不变（通过调整电压，保证电流不变）。 恒流充电的优点为：有益于延长蓄电池寿命，可用于初充电和去硫化充电。 恒流充电的缺点是充电时间长，且需要经常调整充电电流。1．恒流充电1．恒流充电两阶段充电法，在第一阶段用较大电流充电，当单格电池电压升到2.4V，电解液开始产生气泡， 将充电电流减小一半进行第二阶段恒流充电，直到蓄电池完全充足电为止2．恒压充电2．恒压充电在充电过程中，充电电压压恒定不变。是蓄电池在汽车上由发电机对其充电的方法。 恒压充电特性曲线见图2．恒压充电2．恒压充电恒压充电的优点为：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。 恒压充电的缺点是：充电电流大小不能调整，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。 对于就车使用的蓄电池，为了防止其产生硫化故障，必须定期（每两个月）拆下用改进恒流充电的方法充电一次。3．脉冲快速充电3．脉冲快速充电以脉冲大电流充电来实现快速充电的方法。 其充电电流波形脉冲快速充电优点：脉冲快速充电优点：近年来我国快速充电技术也发展很快，已研制成功并生产了可控硅快速充电机。新蓄电池初充电一般不超过5h，旧蓄电池补充充电只需0.5h一1.5h，大大缩短了充电时间，提高了效率。3．脉冲快速充电3．脉冲快速充电大电流恒流充电 IC=（0.8～1）C20 至单池电压升至2.4V； 前停充15～25ms； 反向脉冲充电 IC=（1.5～2.0）C20 t=150～1000us； 后停充25～40ms，如此循环，直至充足电null四、蓄电池的充电作业（P17) 五、蓄电池充电作业注意事项（P17) 知识1.2蓄电池的检修与故障排除知识1.2蓄电池的检修与故障排除知识1.2.1极板硫化故障的诊断与排除 一、故障特征 蓄电池极板上生成一层白色粗晶粒的PbSO4,在正常充电时不能转化为PbO2和Pb的现象称为“硫酸铅硬化，，简称“硫化”。硫化的电池放电时，电压急剧降低，过早降至终止电压，电池容量减小。蓄电池充电时单格电压上升过快，电解液温度迅速升高，但密度增加缓慢，过早产生气泡，甚至一充电就有气泡。二、故障原因二、故障原因 （1）蓄电池长期充电不足或放电后没有及时充电，导致极板上的PbSO4有，部分溶解于电解液中，环境温度越高，溶解度超大。当环境温度降低时，溶解度减小，溶解的PbSO4就会重新析出，在极板上再次结晶，形成硫化。 （2）蓄电池电解液液面过低，使极板上部与空气接触而被氧化，在汽车行驶过程中，电解液上下波动与极板的氧化部分接触，会生成大晶粒PbSS4硬化层，使极板上部硫化。 （3）长期过量放电或小电流深度放电，使极板深处活性物质的孔隙内生成PbSO4平时充电不易恢复。 （4）新蓄电池初充电不彻底，活性物质未得到充分还原。 （5）电解液密度过高，成分不纯，外部气温变化剧烈。null三、排除方法 轻度硫化的蓄电池，可用小电流长时间充电的方法于以排除；硫化较严重的蓄电池采取去硫充电方法消除硫化；硫化特别严重的蓄电池应报废。知识1.2.2活性物质脱落故障的诊断与排除知识1.2.2活性物质脱落故障的诊断与排除 一、故障特征 正、负极板上活性物质PbO2、Pb脱落，主要指正极板上的活性物质PbO2脱落。蓄电池容量减小，充电时从加液孔中可看到有揭色物质，电解液浑浊。 二、故障原因 （1）蓄电池经常过充电，极板孔隙中逸出大量气体，在极板孔隙中造成压力，而使活性物质脱落。 （2）低温大电流放电，密度过高，会导致活性物质脱落。 （3）汽车行驶中的颠簸振动。 三、排除方法 对于活性物质脱落的铅蓄电池，若沉积物较少时，可清除后继续使用;若沉积物较多时，应更换新极板和电解液。知识1.2.3极板短路故障的诊断与排除知识1.2.3极板短路故障的诊断与排除 一、故障特征 蓄电池正、负极板直接接触或被其他导电物质搭接称为极板短路。极板短路的蓄电池充电时充电电压很低或为零，电解液温度迅速升高，密度上升很慢，充电末期气泡很少。 二、故障原因 （1）隔板破损使正、负极板直接接触。 （2）活性物质大量脱落，沉积后将正、负极板连通。 （3）极板组弯曲。 （4）导电物体落入池内。 三、排除方法 出现极板短路时，必须将蓄电池拆开检查。更换破损的隔板，消除沉积的活性物质，校正或更换弯曲的极板组等。知识1.2.4自放电故障的诊断与排除知识1.2.4自放电故障的诊断与排除 一、故障特征 蓄电池在无负载的状态下，电量自动消失的现象称为自放电。如果充足电的蓄电池在30天之内每昼夜容量降低超过2%，称为故障性自放电。 二、故障原因 （1）电解液不纯，杂质与极板之间以及沉附于极板上的不同杂质之间形成电位差，通过电解液产生局部放电。 （2）蓄电池长期存放，硫酸下沉，下部密度比上部密度大，使极板上、下部产生电位差引起自放电。 （3）蓄电池溢出的电解液堆积在电池盖的表面，使正、负极柱连通。 （4）函极板活性物质脱落，下部沉积物过多使极板短路。 三、排除方法 自放电的蓄电池，可将其正常放完电后，倒出电解液，用蒸馏水反复清洗干净，再加入新的电解液，充足电后即可使用