汽车电气设备与维修第2章

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图2.3 极板的构造
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图2.4 极板组
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2) 隔板 为了减小蓄电池的内阻和尺寸，蓄电池内部正、负极 板应尽可能地靠近。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。常用的是微孔塑料(聚氯 乙烯、酚醛树脂)和微孔橡胶隔板。若隔板一面平整，一面 带有沟槽，则带槽面朝正极板，且与底部垂直，这是因为 正极板在充、放电过程中化学反应剧烈，沟槽能使电解液 较顺利地上下流通。同时，使正极板上脱落的活性物质顺 利地掉入壳底槽中。
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其次，在发电机发生故障不能发电时，蓄电池的容量应能 维持车辆行驶一定的时间。因此，对蓄电池的要求是：容 量大，内阻小，有足够的启动能力。
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蓄电池、发电机与汽车用电设备都是并联的，其电路 连接如图2.1所示。蓄电池的功用如下：
(1) 在发动机启动时，蓄电池向启动机和点火系统供电。 (2) 当发动机低速运转、发电机电压较低或不发电时， 蓄电池向用电设备供电，同时还向交流发电机磁场绕组供 电。 (3) 在发动机高速运转、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，与发电机一起向用电设备供电； 当电路中电压过高时，能够稳定电气系统电压，以保护电 子设备。

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由于单片极板上的活性物质数量少，所以存储的电量 少。为了增加蓄电池的容量，通常将多片正、负极板分别 并联，用横板焊接，组成正负极板组，如图2.4所示。安装 时，正、负极板组相互嵌合，中间插入隔板，形成单格电 池。由于正极板的力学性能差，所以在每个单体电池中， 负极板总比正极板多一片，这样正极板就都处于负极板之 间，使其两侧放电均匀，减轻了正极板的翘曲和活性物质 的脱落。
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蓄电池在汽车上的安装位置根据车型和结构而定，原 则上离起动机越近越好。大多数轿车的蓄电池装在发动机 舱内，也有装在行李箱内，或者装在后排乘客座椅下方的。
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二、蓄电池的构造与型号 1．蓄电池的构造
铅酸蓄电池主要由极板、隔板、壳体、电解液、铅连 接条、极柱等部分组成，如图2.2所示。
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图2.2 铅酸蓄电池的结构
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项目二 汽车蓄电池的检 测与充电
任务1 蓄电池的检测 任务2 蓄电池的充电及常见故障
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【学习目标】
(1) 了解蓄电池的分类与型号。 (2) 能正确进行蓄电池的拆装。 (3) 掌握铅酸蓄电池的结构与工作原理、工作特性及充 电方法。 (4) 掌握蓄电池的正确使用和维护。 (5) 能进行蓄电池的故障诊断与排除。 (6) 了解新型蓄电池的结构特点及汽车用蓄电池的发展 趋势。
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1) 极板 蓄电池的极板由栅架和活性物质组成，活性物质填充 在栅架上，如图2.3所示。其作用是依靠极板的活性物质和 电解液中的H2SO4的化学反应来实现电能和化学能的相互 转化。极板是蓄电池的核心部分，分为正极板和负极板两 种，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纯铅(Pb)，呈青灰色。技术 性能较高的蓄电池极板都比较薄且多孔性好，这样不但能 减小蓄电池的体积，并且可以使电解液比较容易渗入极板 内部，增加蓄电池的容量。
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任务1 蓄电池的检测
【任务描述与解析】
汽车蓄电池性能不良将导致很多故障，影响汽车的正 常行驶。汽车维修中经常要对蓄电池进行检测、维护和修 理作业。现要求对蓄电池进行检测、维护作业，并分析蓄 电池的故障原因，记录检测数据。
要完成本任务，首先要认识蓄电池的作用与结构，理 解蓄电池的工作过程，接着要掌握蓄电池检测、维护及修 理方法。
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图2.1 汽车电源系统电路示意图
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蓄电池是一种可逆的低压直流电源，它既能将化学能 转化为电能，也能将电能转换为化学能。蓄电池有多种类 型，电动汽车使用的蓄电池主要有铅酸蓄电池、镍氢电池、 镍镉电池、锂离子电池、锌镍电池、空气电池等。在传统 汽车上使用最广泛的是启动型铅酸蓄电池，其电解液是稀 硫酸溶液。考虑到铅酸蓄电池目前使用仍然较为普遍，故 本项目仍对这种蓄电池(以下简称蓄电池)作重点介绍。启 动型铅酸蓄电池虽然比能较低，但其内阻小、电压稳定， 在短时间内能提供较大电流，结构简单、原料丰富。根据 加工工艺不同，汽车用铅酸蓄电池还可以分成普通型、干 荷电型、湿荷电型、免维护型和胶体型。
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栅架的作用是容纳活性物质并使极板成形，一般由铅 锑合金浇铸而成。铅锑合金中含锑6%～8.5%，加入少量的 锑是为了提高栅架的机械强度，并改善浇铸性能。但是铅 锑合金耐电化学腐蚀性比纯铅差，高锑含量栅架容易产生 自放电和栅架的膨胀、溃烂，缩短蓄电池的寿命。在免维 护蓄电池中通常采用铅-低锑合金栅架(含锑2%～3%)和铅钙-锡合金栅架(无锑栅架)。在栅架合金中加入0.1%～0.2% 的砷，可以减缓腐蚀速度，提高硬度与机械强度，增强其 抗变形能力，延长蓄电池的使用寿命。
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【相关知识】 一、蓄电池的作用及类型
为了能安全、舒适地驾驶，汽车上装有很多的电气设 备。蓄电池作为汽车电源之一，有非常重要的作用。汽车 电源系统除蓄电池外，还有发电机。停车时，汽车上的用 电设备由蓄电池供电；车辆启动后，发电机正常工作，为 用电设备供电，同时给蓄电池充电。
汽车用蓄电池首先必须满足发动机启动的要求，即在5 s～10 s内，向启动机连续供给强大电流(汽油机为200 A～ 600 A，柴油机为800 A～1000 A)；
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免维护蓄电池通常将隔板做成袋式隔板，将正极板装 入，可起到良好的分隔作用，防止活性物质脱落而产生内 部短路，并且使组装工艺简化。
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3) 壳体 壳体用于盛装电解液和极板组。壳体由电池槽和盖组 成，壳体应耐酸、耐热、耐震动冲击。现在普遍采用的是 塑料外壳，塑料壳体不仅耐酸、耐热、耐震动冲击，而且 具有壳壁薄、质量轻且易于热封合，不会带进有害杂质， 生产效率高等优点。 蓄电池的正、负极板所能产生的电动势大约为2 V， 为了获得更高的电动势，通常要将多个蓄电池单元串联起 来，为此，蓄电池壳体内部由间壁分隔成若干个互不相通 的单格。