汽車電氣設(shè)備構(gòu)造與維修任務(wù)蓄電池的認(rèn)知蓄電池的認(rèn)知任務(wù)一學(xué)習(xí)重點(diǎn)1.了解蓄電池的作用、分類2.了解蓄電池的工作原理3.掌握蓄電池的結(jié)構(gòu)4.會(huì)正確選用蓄電池5.會(huì)正確判斷蓄電池的正負(fù)極性任務(wù)蓄電池的認(rèn)知任務(wù)實(shí)施一、任務(wù)準(zhǔn)備①工作場(chǎng)景：汽修實(shí)訓(xùn)室。②主要設(shè)備：普桑教學(xué)用車、翼子板布和前格柵布、三件套、工具車、手電筒、抹布、手套等。任務(wù)蓄電池的認(rèn)知任務(wù)蓄電池的認(rèn)知任務(wù)實(shí)施任務(wù)蓄電池的認(rèn)知任務(wù)實(shí)施任務(wù)蓄電池的認(rèn)知任務(wù)實(shí)施任務(wù)蓄電池的認(rèn)知任務(wù)實(shí)施任務(wù)蓄電池的認(rèn)知任務(wù)實(shí)施知識(shí)鏈接

一、蓄電池作用汽車上的電源有兩個(gè)：蓄電池和發(fā)電機(jī)，其中蓄電池為輔助電源，發(fā)電機(jī)為主電源，這兩個(gè)電源并聯(lián)連接，全車的用電設(shè)備也均為并聯(lián)連接，如圖所示。任務(wù)蓄電池的認(rèn)知蓄電池是一種可逆直流電源，其作用是：①啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，蓄電池向啟動(dòng)系和用電設(shè)備供電。②當(dāng)發(fā)電機(jī)發(fā)出電壓低于蓄電池的電壓時(shí)，由蓄電池向用電設(shè)備供電。③當(dāng)發(fā)電機(jī)發(fā)出電壓高于蓄電池的電壓時(shí)，蓄電池將發(fā)電機(jī)的剩余電能儲(chǔ)存起來(lái)。④當(dāng)發(fā)電機(jī)過(guò)載時(shí)，蓄電池協(xié)助發(fā)電機(jī)向用電設(shè)備供電。⑤蓄電池還相當(dāng)于一個(gè)較大的電容器，能吸收電路中隨時(shí)出現(xiàn)的瞬時(shí)過(guò)電壓，以保護(hù)晶體管元件不被擊穿損壞。任務(wù)蓄電池的認(rèn)知知識(shí)鏈接

作為汽車的啟動(dòng)電源，蓄電池必須能滿足啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的需要，即在短時(shí)間內(nèi)（5～10s）可供給啟動(dòng)機(jī)強(qiáng)大的電流，所以汽車用蓄電池又叫作啟動(dòng)型蓄電池。汽油發(fā)動(dòng)機(jī)汽車一般為200～600A，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)汽車一般為800～1000A。任務(wù)蓄電池的認(rèn)知知識(shí)鏈接

二、蓄電池分類蓄電池的種類很多，按使用的電解液的成分，可分為酸性蓄電池和堿性蓄電池；按電極材料可分為鉛蓄電池和鐵鎳、鉻鎳蓄電池；按用途不同可分為汽車用蓄電池、電瓶車用蓄電池、電訊、航標(biāo)用蓄電池等。目前，汽車上廣泛采用的是鉛酸蓄電池，這種蓄電池通常稱為啟動(dòng)型蓄電池。后面如無(wú)特別說(shuō)明，所指蓄電池都為鉛酸蓄電池。下表列出了幾種汽車常用蓄電池的特點(diǎn)：任務(wù)蓄電池的認(rèn)知知識(shí)鏈接

三、蓄電池的型號(hào)按機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/T

2599—1993《鉛酸蓄電池產(chǎn)品型號(hào)編制方法》中規(guī)定，鉛蓄電池的型號(hào)分為三部分（見(jiàn)表22）：如型號(hào)6—QA—60代表額定電壓12V、額定容量60A·h的啟動(dòng)型干荷電鉛蓄電池。任務(wù)蓄電池的認(rèn)知知識(shí)鏈接四、普通蓄電池結(jié)構(gòu)汽車上使用的鉛蓄電池基本結(jié)構(gòu)大致相同，本書以普通鉛蓄電池為例介紹蓄電池的構(gòu)造。啟動(dòng)型鉛酸蓄電池外形與結(jié)構(gòu)如圖所示。蓄電池一般由多個(gè)單格電池串聯(lián)而成。每個(gè)單格電壓為2V，6V蓄電池由3個(gè)單格串聯(lián)而成，12V蓄電池由6個(gè)單格電池串聯(lián)而成。鉛蓄電池主要由極板、隔板、電解液、外殼、聯(lián)條、極樁等組成。任務(wù)蓄電池的認(rèn)知知識(shí)鏈接

1.極板極板是蓄電池的核心部件，由柵架與活性物質(zhì)組成，如圖所示。在蓄電池充放電過(guò)程中電能與化學(xué)能的相互轉(zhuǎn)換，依靠極板上的活性物質(zhì)與電解液中的硫酸產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。任務(wù)蓄電池的認(rèn)知知識(shí)鏈接

架的作用是固結(jié)活性物質(zhì)，由鉛銻合金澆鑄而成，具有良好的導(dǎo)電性、耐蝕性和一定的機(jī)械強(qiáng)度。為了改善蓄電池的啟動(dòng)性能，有些鉛蓄電池采用了放射性柵架，如圖所示。任務(wù)蓄電池的認(rèn)知知識(shí)鏈接

在柵架中添加金屬銻的目的是：提高柵架機(jī)械強(qiáng)度和改善澆鑄性能，但是含銻過(guò)多也具有副作用，含銻過(guò)多能加速柵架的腐蝕，降低蓄電池的使用壽命。普通蓄電池柵架的含銻量為5％～7％；為了降低或消除銻的副作用干荷電蓄電池柵架采用鉛低銻合金，含銻量為1.5％～2.3％；免維護(hù)蓄電池采用了耗水量小，導(dǎo)電性能好的鉛鈣錫合金，徹底消除了銻的副作用。任務(wù)蓄電池的認(rèn)知知識(shí)鏈接

極板分為正極板和負(fù)極板兩種。將涂上鉛膏后的生極板先經(jīng)熱風(fēng)干燥，再放入稀硫酸中進(jìn)行充電便得到正極板和負(fù)極板。正極板上的活性物質(zhì)為二氧化鉛（PbO2），呈深棕色；負(fù)極板上的活性物質(zhì)為海綿狀純鉛（Pb），呈深灰色。為了增大容量，將多片正、負(fù)極板分別并聯(lián)，用匯流條焊接起來(lái)便分別組成正、負(fù)極板組。匯流條（橫板）上聯(lián)有極樁，各片間留有空隙。安裝時(shí)各片正、負(fù)極板相互嵌合，中間插入隔板后裝入蓄電池單格內(nèi)，便形成單格電池，如圖所示。在每個(gè)單格電池中，負(fù)極板總比正極板多一片。這是因?yàn)檎龢O板上的化學(xué)反應(yīng)比負(fù)極板上的化學(xué)反應(yīng)劇烈，所以將正極板夾在負(fù)極板之間，可使其兩側(cè)放電均勻，防止活性物質(zhì)體積變化不一致而造成極板拱曲變形。此外正極板上的活性物質(zhì)容易脫落，所以通常正極板的厚度比負(fù)極板大：正極板2．2mm，負(fù)極板1．8mm。任務(wù)蓄電池的認(rèn)知知識(shí)鏈接任務(wù)蓄電池的認(rèn)知知識(shí)鏈接

2.隔板為了減小蓄電池的內(nèi)阻和尺寸，蓄電池的正負(fù)極板應(yīng)盡可能靠近。為了防止相鄰正、負(fù)極板彼此接觸而短路，正、負(fù)極板之間要用隔板隔開(kāi)。隔板的材料應(yīng)具有多孔性，以便電解液滲透；且化學(xué)性能穩(wěn)定，具有良好的耐酸性、耐腐蝕性和抗氧化性。任務(wù)蓄電池的認(rèn)知知識(shí)鏈接

隔板的材料有木質(zhì)、微孔橡膠、微孔塑料、玻璃纖維和紙板等?，F(xiàn)代汽車多采用微孔塑料隔板。隔板的厚度一般不超過(guò)1mm，隔板的一面帶有溝槽，安裝隔板時(shí)應(yīng)將有溝槽的一面朝向正極板，這是因?yàn)檎龢O板在充、放電過(guò)程中反應(yīng)強(qiáng)烈，溝槽能使電解液上下流動(dòng)通暢，正極板上脫落的活性物質(zhì)順利地掉入殼底槽中，反應(yīng)中產(chǎn)生的氣體能沿槽上升。在現(xiàn)代新型蓄電池中，將微孔塑料隔板制成袋狀，包在正極板外部。這樣可進(jìn)一步防止活性物質(zhì)脫落，避免了極板內(nèi)部短路，并使組裝簡(jiǎn)化。任務(wù)蓄電池的認(rèn)知知識(shí)鏈接

3.電解液電解液是蓄電池內(nèi)部發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的主要物質(zhì)，由相對(duì)密度為1.84的化學(xué)純凈硫酸和蒸餾水按一定的比例混合配置而成，其成分用相對(duì)密度表示，其相對(duì)密度為1.24～1.30之間。配置電解液需要用規(guī)定的汽車蓄電池專用硫酸，而且應(yīng)采用耐酸耐熱的陶瓷或玻璃容器進(jìn)行。先將蒸餾水倒入容器內(nèi)，然后再慢慢的加入硫酸，并用玻璃棒不斷攪拌。目前市場(chǎng)上有專門銷售的電解原液，相對(duì)密度為1.28左右。任務(wù)蓄電池的認(rèn)知知識(shí)鏈接

電解液的純度和密度對(duì)蓄電池壽命和性能影響極大，如用工業(yè)硫酸和非蒸餾水配制，將帶進(jìn)有害物質(zhì)（如鐵、鹽酸、錳、硝酸、銅、砷、醋酸及有機(jī)化合物等）而引起蓄電池內(nèi)部自行放電，減少蓄電池容量。電解液密度低，冬季易結(jié)冰；電解液密度大，可以減少冬季結(jié)冰的危害，同時(shí)可使電動(dòng)勢(shì)增高；但密度過(guò)大，電解液粘度增加，隔板、極板將加速腐蝕而縮短使用壽命。電解液的密度應(yīng)根據(jù)地區(qū)，氣候條件和制造廠的要求而定。任務(wù)蓄電池的認(rèn)知知識(shí)鏈接

4.殼體蓄電池的殼體是用來(lái)存放電解液和極板組的。對(duì)它的要求是：耐酸、耐熱、耐震、絕緣性好并具有一定的機(jī)械強(qiáng)度。早些年曾采用硬橡膠外殼，這種殼體雖然耐酸、耐熱、絕緣性能好，但殼體壁厚（一般為10mm），笨重。現(xiàn)代汽車用蓄電池一般用透明工程塑料制成外殼，不僅耐熱、耐酸、耐震，而且強(qiáng)度好、韌性好，殼體可以做的很薄，其壁厚僅為3.5mm，電解液的高度和極板組的大體狀況從外面能清晰觀察，非常便于對(duì)蓄電池的檢查和維護(hù)。任務(wù)蓄電池的認(rèn)知知識(shí)鏈接

殼體為整體式結(jié)構(gòu)，殼內(nèi)有6個(gè)互不相通的單格，底部有凸起的筋條以擱置極板組，筋條間的空隙可以存放脫落的活性物質(zhì)，以防止極板間短路。每個(gè)單格的蓋子中間有加液孔，可用來(lái)檢查液面高度，測(cè)量電解液的密度和加注電解液，加液孔平時(shí)用加液孔蓋擰緊。每個(gè)加液孔蓋中心都有通氣孔和大氣相通，應(yīng)經(jīng)常使通氣孔保持通暢，使電池化學(xué)反應(yīng)放出的氣體隨時(shí)釋放出來(lái)，以防止電池爆炸。在極板組上部裝有護(hù)板，以防止測(cè)量電解液相對(duì)密度、液面高度或加液時(shí)，損壞極板。任務(wù)蓄電池的認(rèn)知知識(shí)鏈接

5.聯(lián)條蓄電池一般是由3個(gè)或6個(gè)單格電池組成的，聯(lián)條的作用是將單格電池串聯(lián)起來(lái)，以提高整個(gè)蓄電池的端電壓。啟動(dòng)型鉛酸蓄電池的聯(lián)條用鉛銻合金制成，有外露式（聯(lián)條外露在蓄電池蓋外面，這種蓄電池在現(xiàn)在汽車上已經(jīng)很少看到）、圖單個(gè)電池間壁連接跨接式（聯(lián)條埋在蓋下，聯(lián)接部分跨接在單格電池的中間單間格上）和較先進(jìn)的穿壁式如圖所示（在蓄電池的中間格壁上打孔，使極板組柄直接穿過(guò)中間隔板而將單格電池相互串聯(lián)起來(lái)）3種。前者用在硬橡膠外殼上，后兩種用在塑料外殼上。任務(wù)蓄電池的認(rèn)知知識(shí)鏈接

采用穿壁式聯(lián)條有許多優(yōu)點(diǎn)。如體積比能量提高20％左右，質(zhì)量比能量提高15％左右，聯(lián)條功率消耗減少80％，端電壓提高0.15～0.40V，節(jié)約鉛銻合金50％，同時(shí)還能有效地避免氧化腐蝕，保證接觸良好，提高技術(shù)性能。任務(wù)蓄電池的認(rèn)知知識(shí)鏈接

6.極樁中間極樁便于將單格電池串聯(lián)起來(lái)；首尾極樁則是電池對(duì)外的接線柱，它分為正極接線柱和負(fù)極接線柱，接線柱分錐形、L型、側(cè)孔型三種，如圖27所示。首尾極樁正負(fù)接線柱具有如下特征（可用于判斷）：①標(biāo)號(hào)法——正極接線柱標(biāo)有“+”，負(fù)極接線柱標(biāo)有“-”。②涂色法——正極接線柱涂有“紅色”，負(fù)極接線柱涂有“黑色”或不涂色。③尺寸法——正極接線柱直徑較粗，負(fù)極接線柱直徑較細(xì)。④觀察法——正極接線柱（充過(guò)電）呈棕色，負(fù)極接線柱呈褐灰色。任務(wù)蓄電池的認(rèn)知知識(shí)鏈接

⑤測(cè)量法——測(cè)量電壓時(shí)與紅表筆接觸顯示正電壓的接線柱是正極樁，與黑表筆接觸顯示正電壓的是負(fù)極樁。蓄電池與充電、用電設(shè)備聯(lián)接時(shí)，應(yīng)正接正，負(fù)接負(fù)。任務(wù)蓄電池的認(rèn)知知識(shí)鏈接

五、蓄電池的基本工作原理鉛蓄電池充、放電反應(yīng)原理如圖所示。當(dāng)接通用電器蓄電池放電時(shí)，正極板上的PbO2和負(fù)極板上的Pb都變成了PbSO4，電解液中的硫酸減少，水增多。充電時(shí)，正負(fù)極板上的PbSO4分別恢復(fù)成原來(lái)的PbO2和Pb，電解液中的水減少，硫酸增多。任務(wù)蓄電池的認(rèn)知知識(shí)鏈接六、免維護(hù)蓄電池免維護(hù)蓄電池又稱MF蓄電池，免維護(hù)是指在汽車合理使用期間，不需要對(duì)蓄電池進(jìn)行加注蒸餾水、檢測(cè)電解液液面高度、檢測(cè)電解液密度等維護(hù)作業(yè)。免維護(hù)蓄電池具有如下特點(diǎn)：

①柵架材料采用鉛鈣合金，既提高了柵架的機(jī)械強(qiáng)度，又減少了蓄電池的耗水量和自放電。

②采用了袋式微孔聚氯乙烯隔板，將正極板裝在隔板袋內(nèi)，既可避免正極板上的活性物質(zhì)脫落，又能防止極板短路。因此殼體底部不需要凸起的肋條，降低了極板組的高度，增大了極板上方的容積，使電解液貯存量增多。任務(wù)蓄電池的認(rèn)知知識(shí)鏈接