第1章_汽车电源系统
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2011年春季学期 2011年春季学期
汽车电器与电子技术
②影响蓄电池容量的因素 A极板的构造等制造因素 极板的构造等制造因素 B放电电流 放电电流越大，容量越小。 放电电流 放电电流越大，容量越小。 必须严格控制起动时间， 必须严格控制起动时间，每次起动的时间不得超 的休息。 过5S，而且相临两次起动应有 ，而且相临两次起动应有15S的休息。 的休息 C电解液的温度 电解液的温度越低，电解液的粘度 电解液的温度 电解液的温度越低， 越大，电解液的渗透能力下降，同时， 越大，电解液的渗透能力下降，同时，电解液的 电离程度也降低，致使蓄电池的容量降低。 电离程度也降低，致使蓄电池的容量降低。 D电解液的密度 电解液密度适中时，蓄电池的容量 电解液的密度 电解液密度适中时， 最大。 最大。
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2.普通蓄电池的构造 普通蓄电池的构造
蓄电池由3个或 个单格电池串联而成 每个单格串联。 蓄电池由 个或6个单格电池串联而成，每个单格串联。 个或 个单格电池串联而成， 铅蓄电池由极板、隔板、电解液、外壳等组成，如图所示。 铅蓄电池由极板、隔板、电解液、外壳等组成，如图所示。 (1)极板组： 极板是蓄电池的核心部分，极板分为正极板和负 极板组： 极板是蓄电池的核心部分， 极板组 极板两种。极板由栅架和活性物质组成。 极板两种。极板由栅架和活性物质组成。 (2)隔板 为了减少蓄电池的内阻和尺寸，蓄电池内部正负极板 隔板 为了减少蓄电池的内阻和尺寸， 应尽可能地靠近，但为了避免彼此接触而短路， 应尽可能地靠近，但为了避免彼此接触而短路，正负极板 之间要用隔板隔开。 之间要用隔板隔开。 (3)电解液 电解液是硫酸的水溶液，密度一般为 电解液 电解液是硫酸的水溶液，密度一般为1.24g/cm3～ ～ 1.28g/cm3。 。 (4)外壳 蓄电池的外壳用来盛放电解液极板组及隔板。 外壳 蓄电池的外壳用来盛放电解液极板组及隔板。 (5)联条 联条 (6)加液孔盖 加液孔盖
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铅蓄电池主要是由浸渍在电解液中的正极板（ 铅蓄电池主要是由浸渍在电解液中的正极板（PbO2）、 负极板（海绵状的纯铅P 和电解液等组成的， 负极板（海绵状的纯铅 b）和电解液等组成的，电解 液是硫酸（ 的水溶液， 液是硫酸（H2SO4）的水溶液，蓄电池中发生的化学 反应是可逆的。 反应是可逆的。 总的反应方程式： 总的反应方程式： PbO2 + Pb + 2H2SO4 → 2PbSO4 + 2H2O （1）电势的建立 ） 负极： 产生-0.1V电势 负极：Pb-2e →Pb 2+ ,产生 产生 电势 正极：PbO2 + 2H2O → Pb (OH)4 → Pb4++4OH-,产生 正极： 产生 2.0V电势 电势 反应达到相对平衡状态时，蓄电池的静止电动势E 约为： 反应达到相对平衡状态时，蓄电池的静止电动势 0约为： E0=2.0-(-0.1)=2.1V。 。
型号规定： “ JB2599-85 铅蓄电池产品型号编制方法” 串联单格数－电池类型和特征－额定容量 特征（常见电池产品特征代号） 如：6 — Q A — 60 S
6个单格 6
汉语拼音qidong（起动）的缩写，表示 起动蓄电池，以区别于拖动蓄电池
额定容量为60A•h
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G：高起动率 S：塑料壳 D：低温起动
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③快速充电 使用快速充电技术，新蓄电池初充电 般不超过 使用快速充电技术，新蓄电池初充电—般不超过 5h，补充充电也只需 ～2h，大大缩短充电时间， ，补充充电也只需l～ ，大大缩短充电时间， 提高了效率。 提高了效率。 在充电后期的化学反应过程中，电池两极之间的 在充电后期的化学反应过程中， 电位差会高于两极活性物质的平衡电极电位(每单 电位差会高于两极活性物质的平衡电极电位 每单 格为2． 格为 ．1V)，这种现象称为“极化”。 ，这种现象称为“极化” 极化是阻碍蓄电池充电过程中电化学反应正常进 行的主要因素，也影响充电接受能力。 行的主要因素，也影响充电接受能力。 产生极化的原因有：欧姆极化；浓差极化； 产生极化的原因有：欧姆极化；浓差极化；电化 学极化。 学极化。 脉冲快速充电。在大电流充电中， 脉冲快速充电。在大电流充电中，实行短暂的停 充电，在停充电中加入放电脉冲。 充电，在停充电中加入放电脉冲。就是脉冲快速 充电的基本方法。 充电的基本方法。
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（2）蓄电池的放电程度检查 ）
1)用吸式密度计测量电解液密度 用吸式密度计测量电解液密度 每减少0． ， 每减少 ．01，相当于蓄电池 放电6％ 放电 ％
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4.铅蓄电池的主要技术参数 铅蓄电池的主要技术参数
（1）静止电动势 ） 静止电动势E 是蓄电池在静止状态下（不充电、 静止电动势 j是蓄电池在静止状态下（不充电、 不放电）正负极板的电位差（即开路电压）， 不放电）正负极板的电位差（即开路电压）， 其大小取决于电解液的相对密度和温度。 其大小取决于电解液的相对密度和温度。 Ej=0.84+ρ15°C, ρ 15°C= ρ t +β (t –15) ° ° β （2）内电阻 ） 蓄电池的内电阻包括极板、隔板、电解液、 蓄电池的内电阻包括极板、隔板、电解液、铅连 接条的内阻。 接条的内阻。 铅蓄电池的内电阻一般很小， 铅蓄电池的内电阻一般很小，这样可以获得较大 的放电电流。 的放电电流。
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3.蓄电池的电化学反应 蓄电池的电化学反应
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蓄电池工作原理
放电
PbO2 + Pb + 2H2SO4
(正极板) (负极板) (电解液)
充电
2PbSO4 + 2H2O
(正、正极板) (电解液)
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（2）充电种类及规范 ） 初充电的程序如下： ①初充电 初充电的程序如下：配制或选择电 解液；加注电解液；开始充电； 解液；加注电解液；开始充电；调节电解 液相对密度；进行1～ 次充放电循环 次充放电循环。 液相对密度；进行 ～2次充放电循环。 进行补充充电时， ②补充充电 进行补充充电时，按表中规定进 行。 ③去硫化充电 锻炼循环充电。 ④锻炼循环充电。
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铅蓄电池的结构如图： 铅蓄电池的结构如图：
封口料 负极桩 加液孔螺塞 联 条 正极桩 衬 套 隔 板 防 护 片 外壳 正极板
电解液 隔 板
负极板 隔 板 凸 筋 正极板 负极板
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蓄电池型号识别
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第1章 汽车电源系统由蓄电池和发电机组 汽车电源系统
成。二者并联，见图1： 二者并联，见图1
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汽车蓄电池
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1.1铅蓄电池构造、工作原理、特性和技术参数 铅蓄电池构造、工作原理、 铅蓄电池构造 1．蓄电池的用途 ． 蓄电池在下列情况下工作： 蓄电池在下列情况下工作： （1）起动时供电 ） （2）发电不足时供电 ） （3）电网过载时供电 ） （4）充电 ） （5）吸收瞬变过电压，稳定电网电压 ）吸收瞬变过电压， 蓄电池的种类很多， 蓄电池的种类很多，在汽车上广泛采用铅酸 蓄电池。 蓄电池。
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（3）蓄电池的放电、充电特性 ）蓄电池的放电、
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（3）蓄电池的容量及其影响因素 ）
①铅蓄电池的容量 蓄电池的容量标志着蓄电池对外供 电能力， 电能力，一只完全充足电的蓄电池所能够输出的电 量称为蓄电池的容量，单位： 量称为蓄电池的容量，单位：A.h。 。 Q= If .t(A.h) 标称容量有两种： 标称容量有两种： A额定容量：是指完全充足的蓄电池在电解液平均温度 额定容量： 额定容量 情况下， 在30情况下，以20h放电率放电至单格电压降至 情况下 放电率放电至单格电压降至 1.75V时所输出的电量。 时所输出的电量。 时所输出的电量 例如： 型蓄电池在电解液30° 以 例如：6-Q-105型蓄电池在电解液 °C以5.25A放电电 型蓄电池在电解液 放电电 连续放电20h，单格电压降至 流，连续放电 ，单格电压降至1.75V，它的额定 ， 容量： 容量：Q=5.25 20=105A.h B起动容量：它表示蓄电池在发动机起动时的供电能力， 起动容量： 起动容量 它表示蓄电池在发动机起动时的供电能力， 一般分为常温起动容量和低温起动容量两种。 一般分为常温起动容量和低温起动容量两种。
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5、铅蓄电池的充电 、
蓄电池的充电方法有定流充电、 （1）充电方法 蓄电池的充电方法有定流充电、定压充电和快速脉 ） 冲充电等几种。 冲充电等几种。 在充电过程中，充电电流保持—定的充电方法称为定 ①定流充电 在充电过程中，充电电流保持 定的充电方法称为定 流充电。 流充电。 充电过程分两个阶段， 充电过程分两个阶段，第一阶段是从接上电源到单格电压上升 至2．4V时，并且开始冒出气泡。第二阶段是将第一阶段充电电 ． 时 并且开始冒出气泡。 流减半，一直至充足为止。如图所示。 流减半，一直至充足为止。如图所示。 采用定流充电的优点是：适应性广，可任选充电电流大小， 采用定流充电的优点是：适应性广，可任选充电电流大小，有 利于延长蓄电池寿命；缺点是需经常调节充电电流， 利于延长蓄电池寿命；缺点是需经常调节充电电流，同时充电时 间长。 间长。 蓄电池在充电过程中， ②定压充电 蓄电池在充电过程中，电源电压保持不变的充电方法 称为定压充电。 称为定压充电。 定压充电的优点是：充电时间短，充电过程中不需要有人照管， 定压充电的优点是：充电时间短，充电过程中不需要有人照管， 车上充电。缺点是：不适合初充电和去硫化充电； 车上充电。缺点是：不适合初充电和去硫化充电； 采用定压充电：对于12V的蓄电池，电源电压调在 的蓄电池， 左右。 采用定压充电：对于 的蓄电池 电源电压调在15V左右。 左右
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1.2 普通铅蓄电池的使用与维护
1.蓄电池的维护 蓄电池的维护 为了使铅蓄电池经常处于完好状态延长其使用寿命，工作： 为了使铅蓄电池经常处于完好状态延长其使用寿命，工作： 1)大电流放电时间不宜过长，使用起动机，不超过 ，相邻 大电流放电时间不宜过长， 大电流放电时间不宜过长 使用起动机，不超过5s， 15s。 。 3)尽量避免蓄电池过放电和长期处于欠充电状态下工作。 尽量避免蓄电池过放电和长期处于欠充电状态下工作。 尽量避免蓄电池过放电和长期处于欠充电状态下工作 24h内充电。 内充电。 内充电 4)冬季使用铅蓄电池： 冬季使用铅蓄电池： 冬季使用铅蓄电池 保温。 ① 保温。 保持充足电状态，以免结冰。 ② 保持充足电状态，以免结冰。 在不结冰的前提下，尽可能采用偏低的电解液相对密度， ③ 在不结冰的前提下，尽可能采用偏低的电解液相对密度， 加蒸馏水时只能在充电前进行。 ④ 加蒸馏水时只能在充电前进行。 冷车起动前，注意发动机的预热。 ⑤ 冷车起动前，注意发动机的预热。
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2.蓄电池使用中的技术状态检查 蓄电池使用中的技术状态检查
汽车每行驶1000km，或 ， 汽车每行驶 冬季10-15天，夏季 冬季 天 夏季56天，做下列检查： 天 做下列检查： （1）电解液液面高度的 ） 检查 玻璃管 下端液柱长度为 10～15mm ～
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②影响蓄电池容量的因素 A极板的构造等制造因素 极板的构造等制造因素 B放电电流 放电电流越大，容量越小。 放电电流 放电电流越大，容量越小。 必须严格控制起动时间， 必须严格控制起动时间，每次起动的时间不得超 的休息。 过5S，而且相临两次起动应有 ，而且相临两次起动应有15S的休息。 的休息 C电解液的温度 电解液的温度越低，电解液的粘度 电解液的温度 电解液的温度越低， 越大，电解液的渗透能力下降，同时， 越大，电解液的渗透能力下降，同时，电解液的 电离程度也降低，致使蓄电池的容量降低。 电离程度也降低，致使蓄电池的容量降低。 D电解液的密度 电解液密度适中时，蓄电池的容量 电解液的密度 电解液密度适中时， 最大。 最大。
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2.普通蓄电池的构造 普通蓄电池的构造
蓄电池由3个或 个单格电池串联而成 每个单格串联。 蓄电池由 个或6个单格电池串联而成，每个单格串联。 个或 个单格电池串联而成， 铅蓄电池由极板、隔板、电解液、外壳等组成，如图所示。 铅蓄电池由极板、隔板、电解液、外壳等组成，如图所示。 (1)极板组： 极板是蓄电池的核心部分，极板分为正极板和负 极板组： 极板是蓄电池的核心部分， 极板组 极板两种。极板由栅架和活性物质组成。 极板两种。极板由栅架和活性物质组成。 (2)隔板 为了减少蓄电池的内阻和尺寸，蓄电池内部正负极板 隔板 为了减少蓄电池的内阻和尺寸， 应尽可能地靠近，但为了避免彼此接触而短路， 应尽可能地靠近，但为了避免彼此接触而短路，正负极板 之间要用隔板隔开。 之间要用隔板隔开。 (3)电解液 电解液是硫酸的水溶液，密度一般为 电解液 电解液是硫酸的水溶液，密度一般为1.24g/cm3～ ～ 1.28g/cm3。 。 (4)外壳 蓄电池的外壳用来盛放电解液极板组及隔板。 外壳 蓄电池的外壳用来盛放电解液极板组及隔板。 (5)联条 联条 (6)加液孔盖 加液孔盖
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铅蓄电池主要是由浸渍在电解液中的正极板（ 铅蓄电池主要是由浸渍在电解液中的正极板（PbO2）、 负极板（海绵状的纯铅P 和电解液等组成的， 负极板（海绵状的纯铅 b）和电解液等组成的，电解 液是硫酸（ 的水溶液， 液是硫酸（H2SO4）的水溶液，蓄电池中发生的化学 反应是可逆的。 反应是可逆的。 总的反应方程式： 总的反应方程式： PbO2 + Pb + 2H2SO4 → 2PbSO4 + 2H2O （1）电势的建立 ） 负极： 产生-0.1V电势 负极：Pb-2e →Pb 2+ ,产生 产生 电势 正极：PbO2 + 2H2O → Pb (OH)4 → Pb4++4OH-,产生 正极： 产生 2.0V电势 电势 反应达到相对平衡状态时，蓄电池的静止电动势E 约为： 反应达到相对平衡状态时，蓄电池的静止电动势 0约为： E0=2.0-(-0.1)=2.1V。 。
型号规定： “ JB2599-85 铅蓄电池产品型号编制方法” 串联单格数－电池类型和特征－额定容量 特征（常见电池产品特征代号） 如：6 — Q A — 60 S
6个单格 6
汉语拼音qidong（起动）的缩写，表示 起动蓄电池，以区别于拖动蓄电池
额定容量为60A•h
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G：高起动率 S：塑料壳 D：低温起动
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③快速充电 使用快速充电技术，新蓄电池初充电 般不超过 使用快速充电技术，新蓄电池初充电—般不超过 5h，补充充电也只需 ～2h，大大缩短充电时间， ，补充充电也只需l～ ，大大缩短充电时间， 提高了效率。 提高了效率。 在充电后期的化学反应过程中，电池两极之间的 在充电后期的化学反应过程中， 电位差会高于两极活性物质的平衡电极电位(每单 电位差会高于两极活性物质的平衡电极电位 每单 格为2． 格为 ．1V)，这种现象称为“极化”。 ，这种现象称为“极化” 极化是阻碍蓄电池充电过程中电化学反应正常进 行的主要因素，也影响充电接受能力。 行的主要因素，也影响充电接受能力。 产生极化的原因有：欧姆极化；浓差极化； 产生极化的原因有：欧姆极化；浓差极化；电化 学极化。 学极化。 脉冲快速充电。在大电流充电中， 脉冲快速充电。在大电流充电中，实行短暂的停 充电，在停充电中加入放电脉冲。 充电，在停充电中加入放电脉冲。就是脉冲快速 充电的基本方法。 充电的基本方法。
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（2）蓄电池的放电程度检查 ）
1)用吸式密度计测量电解液密度 用吸式密度计测量电解液密度 每减少0． ， 每减少 ．01，相当于蓄电池 放电6％ 放电 ％
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4.铅蓄电池的主要技术参数 铅蓄电池的主要技术参数
（1）静止电动势 ） 静止电动势E 是蓄电池在静止状态下（不充电、 静止电动势 j是蓄电池在静止状态下（不充电、 不放电）正负极板的电位差（即开路电压）， 不放电）正负极板的电位差（即开路电压）， 其大小取决于电解液的相对密度和温度。 其大小取决于电解液的相对密度和温度。 Ej=0.84+ρ15°C, ρ 15°C= ρ t +β (t –15) ° ° β （2）内电阻 ） 蓄电池的内电阻包括极板、隔板、电解液、 蓄电池的内电阻包括极板、隔板、电解液、铅连 接条的内阻。 接条的内阻。 铅蓄电池的内电阻一般很小， 铅蓄电池的内电阻一般很小，这样可以获得较大 的放电电流。 的放电电流。
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3.蓄电池的电化学反应 蓄电池的电化学反应
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蓄电池工作原理
放电
PbO2 + Pb + 2H2SO4
(正极板) (负极板) (电解液)
充电
2PbSO4 + 2H2O
(正、正极板) (电解液)
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（2）充电种类及规范 ） 初充电的程序如下： ①初充电 初充电的程序如下：配制或选择电 解液；加注电解液；开始充电； 解液；加注电解液；开始充电；调节电解 液相对密度；进行1～ 次充放电循环 次充放电循环。 液相对密度；进行 ～2次充放电循环。 进行补充充电时， ②补充充电 进行补充充电时，按表中规定进 行。 ③去硫化充电 锻炼循环充电。 ④锻炼循环充电。
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铅蓄电池的结构如图： 铅蓄电池的结构如图：
封口料 负极桩 加液孔螺塞 联 条 正极桩 衬 套 隔 板 防 护 片 外壳 正极板
电解液 隔 板
负极板 隔 板 凸 筋 正极板 负极板
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蓄电池型号识别
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第1章 汽车电源系统由蓄电池和发电机组 汽车电源系统
成。二者并联，见图1： 二者并联，见图1
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1.1铅蓄电池构造、工作原理、特性和技术参数 铅蓄电池构造、工作原理、 铅蓄电池构造 1．蓄电池的用途 ． 蓄电池在下列情况下工作： 蓄电池在下列情况下工作： （1）起动时供电 ） （2）发电不足时供电 ） （3）电网过载时供电 ） （4）充电 ） （5）吸收瞬变过电压，稳定电网电压 ）吸收瞬变过电压， 蓄电池的种类很多， 蓄电池的种类很多，在汽车上广泛采用铅酸 蓄电池。 蓄电池。
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（3）蓄电池的放电、充电特性 ）蓄电池的放电、
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（3）蓄电池的容量及其影响因素 ）
①铅蓄电池的容量 蓄电池的容量标志着蓄电池对外供 电能力， 电能力，一只完全充足电的蓄电池所能够输出的电 量称为蓄电池的容量，单位： 量称为蓄电池的容量，单位：A.h。 。 Q= If .t(A.h) 标称容量有两种： 标称容量有两种： A额定容量：是指完全充足的蓄电池在电解液平均温度 额定容量： 额定容量 情况下， 在30情况下，以20h放电率放电至单格电压降至 情况下 放电率放电至单格电压降至 1.75V时所输出的电量。 时所输出的电量。 时所输出的电量 例如： 型蓄电池在电解液30° 以 例如：6-Q-105型蓄电池在电解液 °C以5.25A放电电 型蓄电池在电解液 放电电 连续放电20h，单格电压降至 流，连续放电 ，单格电压降至1.75V，它的额定 ， 容量： 容量：Q=5.25 20=105A.h B起动容量：它表示蓄电池在发动机起动时的供电能力， 起动容量： 起动容量 它表示蓄电池在发动机起动时的供电能力， 一般分为常温起动容量和低温起动容量两种。 一般分为常温起动容量和低温起动容量两种。
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5、铅蓄电池的充电 、
蓄电池的充电方法有定流充电、 （1）充电方法 蓄电池的充电方法有定流充电、定压充电和快速脉 ） 冲充电等几种。 冲充电等几种。 在充电过程中，充电电流保持—定的充电方法称为定 ①定流充电 在充电过程中，充电电流保持 定的充电方法称为定 流充电。 流充电。 充电过程分两个阶段， 充电过程分两个阶段，第一阶段是从接上电源到单格电压上升 至2．4V时，并且开始冒出气泡。第二阶段是将第一阶段充电电 ． 时 并且开始冒出气泡。 流减半，一直至充足为止。如图所示。 流减半，一直至充足为止。如图所示。 采用定流充电的优点是：适应性广，可任选充电电流大小， 采用定流充电的优点是：适应性广，可任选充电电流大小，有 利于延长蓄电池寿命；缺点是需经常调节充电电流， 利于延长蓄电池寿命；缺点是需经常调节充电电流，同时充电时 间长。 间长。 蓄电池在充电过程中， ②定压充电 蓄电池在充电过程中，电源电压保持不变的充电方法 称为定压充电。 称为定压充电。 定压充电的优点是：充电时间短，充电过程中不需要有人照管， 定压充电的优点是：充电时间短，充电过程中不需要有人照管， 车上充电。缺点是：不适合初充电和去硫化充电； 车上充电。缺点是：不适合初充电和去硫化充电； 采用定压充电：对于12V的蓄电池，电源电压调在 的蓄电池， 左右。 采用定压充电：对于 的蓄电池 电源电压调在15V左右。 左右
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1.2 普通铅蓄电池的使用与维护
1.蓄电池的维护 蓄电池的维护 为了使铅蓄电池经常处于完好状态延长其使用寿命，工作： 为了使铅蓄电池经常处于完好状态延长其使用寿命，工作： 1)大电流放电时间不宜过长，使用起动机，不超过 ，相邻 大电流放电时间不宜过长， 大电流放电时间不宜过长 使用起动机，不超过5s， 15s。 。 3)尽量避免蓄电池过放电和长期处于欠充电状态下工作。 尽量避免蓄电池过放电和长期处于欠充电状态下工作。 尽量避免蓄电池过放电和长期处于欠充电状态下工作 24h内充电。 内充电。 内充电 4)冬季使用铅蓄电池： 冬季使用铅蓄电池： 冬季使用铅蓄电池 保温。 ① 保温。 保持充足电状态，以免结冰。 ② 保持充足电状态，以免结冰。 在不结冰的前提下，尽可能采用偏低的电解液相对密度， ③ 在不结冰的前提下，尽可能采用偏低的电解液相对密度， 加蒸馏水时只能在充电前进行。 ④ 加蒸馏水时只能在充电前进行。 冷车起动前，注意发动机的预热。 ⑤ 冷车起动前，注意发动机的预热。
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2.蓄电池使用中的技术状态检查 蓄电池使用中的技术状态检查
汽车每行驶1000km，或 ， 汽车每行驶 冬季10-15天，夏季 冬季 天 夏季56天，做下列检查： 天 做下列检查： （1）电解液液面高度的 ） 检查 玻璃管 下端液柱长度为 10～15mm ～