1、1汽车电器设备与维修汽车电器设备与维修2 概述 18世纪60年代至19世纪80年代，人类先后发明了三种不同类型的车辆：1.1976年 法国 尼古拉约瑟夫库格诺 蒸汽动力 2.1881年 法国 古斯塔夫特鲁夫 电动汽车 3.1886年 德国 卡尔奔驰 内燃机车3一.汽车电气系统与电子控制系统的功用 汽车是由发动机、底盘、车身和电器四部分组成。汽车电气设备是由汽车电气系统与汽车电子控制系统两部分组成。汽车电气系统是指：电源系统、启动系统、点火系统、照明系统、仪表与信号系统、辅助电气系统等。汽车电子系统是指由传感器、电子控制器、电器开关、和执行器等组成。例如：发动机电子控制系统、底盘电子控制系统、车
2、身电子控制系统等。电器系统的主要功用是保证汽车正常行驶。4二.汽车电器技术与电子控制技术发展概况 近半个世纪以来，汽车技术的发展主要是汽车电器技术和车身技术的发展。汽车电子技术的发展过程可分为三个阶段：第一阶段：电子电路控制阶段 第二阶段：微型计算机控制阶段 第三阶段：车载局域网控制阶段，即采用车在局域网LAN（local Area Network)对汽车电器与电子控制系统进行控制。5三.汽车电器系统与电子控制系统的组成（一）电气系统的组成 1.电源系统 2.启动系统 3.点火系统 4.照明与信号系统 5.仪表与报警系统 6.辅助电器系统 7.配电装置 6（二）汽车电子系统的组成 汽车电子控制
3、系统的功用是提高汽车的整体性能，包括动力性、经济性、排放性、安全性、舒适性、操纵性与通过性等。电子控制系统的基本结构都是由传感器与开关信号、电控单元和执行器三部分组成的机电一体化控制系统。（三）电子控制技术在汽车发动机上的应用 1.电子控制发动机燃油喷射系统EFI 2.微机控制发动机点火系统等等7（四）电子控制技术在车身上的应用 1.倒车报警系统RVAS 2.中央门锁控制系统 3.安全气囊系统SRS 4.桌椅位置调节系统SAMS8四.汽车电器与电子控制系统的特点 1.低压。12V、24V.目前正在研究48V电源系统 2.直流。3.单线制。从电源到用电设备只用一根导线连接，并用发动机、底盘等金属
4、机体作为另一根公用导线。4.负极搭铁。在单线制中，将电器产品的壳体与车体连接作为电路导体的方法，成为搭铁。据有关资料表明：在汽车运行的过程中，电器与电子控制系统故障占整车故障的比例为80%左右，汽车专家认为：只有熟悉结构特点才能进行检修，只有懂的动作原理才能分析判断故障。9第一章蓄电池第一章蓄电池第一节概述第一节概述第二节蓄电池的构造与型号第二节蓄电池的构造与型号第三节蓄电池的工作原理与工作特性第三节蓄电池的工作原理与工作特性第四节蓄电池的容量及影响因素第四节蓄电池的容量及影响因素第五节蓄电池的充电第五节蓄电池的充电第六节蓄电池的常见故障及其排除第六节蓄电池的常见故障及其排除第七节蓄电池的使用
5、与维护第七节蓄电池的使用与维护第八节新型蓄电池第八节新型蓄电池10第一章蓄电池第一章蓄电池电源组成：发电机、电压调节器、蓄电池、电流表等。电源组成：发电机、电压调节器、蓄电池、电流表等。电源特点：电源特点：(1)(1)两套电源；两套电源；(2)(2)并联供电。并联供电。电源关系：电源关系：(1)(1)发动机正常工作发动机正常工作时，发电机向用电时，发电机向用电设备供电，并对蓄设备供电，并对蓄 电池充电；电池充电；(2)(2)起动发动机时，起动发动机时，蓄电池向起动机和蓄电池向起动机和点火系供电。点火系供电。11第一章蓄电池第一章蓄电池其他总成作用：其他总成作用：(1)(1)电流表：电流表：用来
6、指示蓄用来指示蓄 电池的充放电池的充放 电状况。电状况。(2)(2)调节器：调节器：使发电机在使发电机在 转速变化时，转速变化时，能保持其输能保持其输 出电压恒定。出电压恒定。12第一章蓄电池第一章蓄电池蓄电池是一种将化学能转变为电能的装置，属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。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。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：起动发动机时向起动蓄电池最主要的作用是：起动发动机时向起动机和点火装置供电。机和点火装置供电。汽油机起动电流为汽油机起动电流为200200600600A A，有的柴油机起有的柴油机起动电
7、流达动电流达10001000A A。13一、蓄电池的性质与类型一、蓄电池的性质与类型1.1.性质：蓄电池是一种储存、释放电能的装置。性质：蓄电池是一种储存、释放电能的装置。2.2.种类：种类：(1)(1)按电解液种类分：按电解液种类分：1 1）铅酸蓄电池：）铅酸蓄电池：特点：价格便宜，内阻小。特点：价格便宜，内阻小。分类：湿荷电蓄电池、干荷电蓄电池、少维护蓄电分类：湿荷电蓄电池、干荷电蓄电池、少维护蓄电池、免维护蓄电池、胶体电解质蓄电池。池、免维护蓄电池、胶体电解质蓄电池。第一章蓄电池第一章蓄电池14一、蓄电池的性质与类型一、蓄电池的性质与类型2.2.种类：种类：(1)(1)按电解液种类分：按
8、电解液种类分：2 2）镍碱蓄电池：）镍碱蓄电池：特点：容量大，使用寿命长，维护简单，但价格昂贵。特点：容量大，使用寿命长，维护简单，但价格昂贵。分类：铁镍蓄电池、镍镉蓄电池。分类：铁镍蓄电池、镍镉蓄电池。(2)(2)按电极材料分：铅蓄电池、铁镍蓄电池、镉镍蓄电池；按电极材料分：铅蓄电池、铁镍蓄电池、镉镍蓄电池；(3)(3)按使用用途分：汽车用、电瓶车用、电讯用、航标用按使用用途分：汽车用、电瓶车用、电讯用、航标用蓄电池。蓄电池。第一章蓄电池第一章蓄电池15二、蓄电池的用途二、蓄电池的用途1.1.起动电流：起动发动机时，蓄电池在起动电流：起动发动机时，蓄电池在5 51515S S内，要向起动机连
9、续内，要向起动机连续供给强大电流（汽油机供给强大电流（汽油机200200600600A A，柴油机柴油机80080010001000A A）2.2.对蓄电池的要求是：容量大、内阻小、有足够的起动能力。对蓄电池的要求是：容量大、内阻小、有足够的起动能力。3.3.用途：用途：1)1)在起动发动机时，向起动系、点火系、燃油喷射系统和其他电在起动发动机时，向起动系、点火系、燃油喷射系统和其他电器设备供电器设备供电(如给发电机提供励磁电流如给发电机提供励磁电流)；2)2)当发电机电压低于蓄电池电压时，向用电设备和发电机磁场绕当发电机电压低于蓄电池电压时，向用电设备和发电机磁场绕组供电；组供电；第一章蓄电
10、池第一章蓄电池16二、蓄电池的用途二、蓄电池的用途3.3.用途：用途：3)3)当取下汽车钥匙时，由蓄电池向时钟、发动机及车当取下汽车钥匙时，由蓄电池向时钟、发动机及车身身ECUECU存储器、电子音响系统及防盗报警系统等供电；存储器、电子音响系统及防盗报警系统等供电；4 4）发电机过载时，协助发电机向用电设备供电；）发电机过载时，协助发电机向用电设备供电；5)5)在发电机正常工作时，将发电机剩余电能储存起在发电机正常工作时，将发电机剩余电能储存起来来充电；充电；6)6)蓄电池相当于一个大电容器，能吸收电路中出现的蓄电池相当于一个大电容器，能吸收电路中出现的瞬时过电压，保护电子元件，保持汽车电器系
11、统电压稳瞬时过电压，保护电子元件，保持汽车电器系统电压稳定定稳压。稳压。第一章蓄电池第一章蓄电池17一、蓄电池的构造一、蓄电池的构造组成：正极板、负组成：正极板、负极板、隔板、电解液、极板、隔板、电解液、电池盖、加液孔盖和电池盖、加液孔盖和电池外壳。电池外壳。电动势：一组极板电动势：一组极板产生产生2.1V电动势电动势。第一节蓄电池的构造与型号第一节蓄电池的构造与型号18 第一节蓄电池的构造与型号第一节蓄电池的构造与型号1.1.极板极板是蓄电池的基本部件，由它接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。受充入的电能和向外释放电能。极板一般由栅架和活性物质组成，极板一般由栅架和活性物
12、质组成，分正极板和负极板两种。分正极板和负极板两种。（1 1）正极板上的活性物质是细）正极板上的活性物质是细小结晶形二氧化铅，呈棕红色；小结晶形二氧化铅，呈棕红色；（2 2）负极板上的活性物质是多）负极板上的活性物质是多孔性海绵状纯铅，呈青灰色。孔性海绵状纯铅，呈青灰色。19 第一节蓄电池的构造与型号第一节蓄电池的构造与型号（3 3）栅架：）栅架：铅锑合金制成，铅锑合金制成，上附活性物质。上附活性物质。栅架通常含锑栅架通常含锑5%-7%5%-7%，加锑提，加锑提高强度和浇铸性高强度和浇铸性能，但抗蚀性下能，但抗蚀性下降。现为锑降。现为锑2%-2%-3%3%、砷、砷0.1%-0.1%-0.2%0
13、.2%，耐蚀、抗，耐蚀、抗变形。变形。20第一节蓄电池的构造与型号第一节蓄电池的构造与型号1.1.极板极板（4 4）极板厚度）极板厚度国产负极板国产负极板为为1.81.8mmmm；正极正极板为板为2.22.2mmmm。国外产品正国外产品正负极板均为负极板均为1.1-1.1-1.51.5mmmm（薄型极薄型极板）板）21第一节蓄电池的构造与型号第一节蓄电池的构造与型号1.1.极板极板（5 5）正极板组：）正极板组：数片正极板（一般数片正极板（一般为为4-134-13片）焊接在同一片）焊接在同一横板上构成。横板上铸横板上构成。横板上铸有接线柱，接线柱上铸有接线柱，接线柱上铸有有“+”“+”号，有红
14、色标志。号，有红色标志。22第一节蓄电池的构造与型号第一节蓄电池的构造与型号1.1.极板极板（6 6）负极板组：）负极板组：数片负极板（一般数片负极板（一般为为5-145-14片）焊接在另一片）焊接在另一横板上构成。横板上铸横板上构成。横板上铸有接线柱，接线柱上铸有接线柱，接线柱上铸有有“-”“-”号，无色标。号，无色标。23第一节蓄电池的构造与型号第一节蓄电池的构造与型号1.1.极板极板（7）极板组：）极板组：1）组成：由正负极板组）组成：由正负极板组各一组组成，正负极板相间各一组组成，正负极板相间布置。为了减轻正极板反应布置。为了减轻正极板反应时的变形量，通常负极板比时的变形量，通常负极板
15、比正极板多一片，即每片正极正极板多一片，即每片正极板两侧均有一片负极板。板两侧均有一片负极板。2）目的：增加蓄电池的）目的：增加蓄电池的容量容量。24第一节蓄电池的构造与型号第一节蓄电池的构造与型号2.2.隔板隔板（1 1）作用：为了避免相互接）作用：为了避免相互接触而短路，正负极板之间要触而短路，正负极板之间要用绝缘的隔板隔开。用绝缘的隔板隔开。（2 2）要求：隔板材料应具有）要求：隔板材料应具有多孔性结构，以便电解液自多孔性结构，以便电解液自由渗透，而且化学性能应稳由渗透，而且化学性能应稳定，并具有良好的耐酸性和定，并具有良好的耐酸性和抗氧化性。抗氧化性。25第一节蓄电池的构造与型号第一节
16、蓄电池的构造与型号2.2.隔板隔板（3 3）材料：木质、微孔橡胶、）材料：木质、微孔橡胶、微孔塑料、玻璃纤维纸张、玻微孔塑料、玻璃纤维纸张、玻璃丝棉等。璃丝棉等。（4 4）结构与安装：一面平滑，）结构与安装：一面平滑，一面带槽。安装时，槽面应朝一面带槽。安装时，槽面应朝正极板，槽上下方向。正极板，槽上下方向。（5 5）免维护电池用袋式隔板）免维护电池用袋式隔板装正极板。装正极板。26第一节蓄电池的构造与型号第一节蓄电池的构造与型号3.3.电解液电解液（1 1）组成：铅酸蓄电池的电解液，是由相对密度）组成：铅酸蓄电池的电解液，是由相对密度1.841.84g gcmcm3 3的纯硫酸和蒸馏水配制而
17、成。的纯硫酸和蒸馏水配制而成。（2 2）密度：一般在）密度：一般在1.241.241.311.31g gcmcm3 3的范围之内。气温的范围之内。气温低用高密度（防冻），否则用低密度。低用高密度（防冻），否则用低密度。（3 3）影响：电解液的密度、温度、纯度影响蓄电池的性）影响：电解液的密度、温度、纯度影响蓄电池的性能、寿命和还原系数。一般工业用硫酸和普通水中，能、寿命和还原系数。一般工业用硫酸和普通水中，因含铁、铜等有害杂质，绝对不能加入到蓄电池中去，因含铁、铜等有害杂质，绝对不能加入到蓄电池中去，否则易自行放电，且易损坏极板。故蓄电池电解液要否则易自行放电，且易损坏极板。故蓄电池电解液要用
18、规定的蓄电池专用硫酸和蒸馏水配制。电解液密度用规定的蓄电池专用硫酸和蒸馏水配制。电解液密度还与充放电状态直接相关。还与充放电状态直接相关。27第一节蓄电池的构造与型号第一节蓄电池的构造与型号3.3.电解液电解液（4 4）电解液的配制：）电解液的配制：1 1）材料）材料浓硫酸（密度浓硫酸（密度1.841.84）+蒸馏水。蒸馏水。2 2）容器）容器陶瓷或玻璃容器。陶瓷或玻璃容器。3 3）方法）方法将适量蒸馏水倒入容器内将适量蒸馏水倒入容器内,再慢慢加入硫酸再慢慢加入硫酸,并用耐酸棒不停地慢慢搅拌。并用耐酸棒不停地慢慢搅拌。4 4）比例）比例硫酸与蒸馏水体积比：硫酸与蒸馏水体积比：1:4.331:4
19、.33 重量比：重量比：1:2.361:2.365 5）目标）目标配成密度配成密度1.241.241.301.30g/cmg/cm3 3 （电解液温度为（电解液温度为2525）。）。28第一节蓄电池的构造与型号第一节蓄电池的构造与型号3.3.电解液电解液5)5)安全防护：电解液腐蚀性极强，如果皮肤接触安全防护：电解液腐蚀性极强，如果皮肤接触了酸液，要立即用苏打水冲洗，酸液溅到眼睛了酸液，要立即用苏打水冲洗，酸液溅到眼睛里要立即用凉水或医用冲眼器冲洗，然后请医里要立即用凉水或医用冲眼器冲洗，然后请医生处置。生处置。29第一节蓄电池的构造与型号第一节蓄电池的构造与型号4.4.外壳外壳（1 1）装配
20、：蓄电池外壳为）装配：蓄电池外壳为一整体式结构的容器，极一整体式结构的容器，极板、隔板和电解液均装入板、隔板和电解液均装入外壳内。外壳内。（2 2）要求：外壳应耐酸、）要求：外壳应耐酸、耐热、耐寒、抗震动，并耐热、耐寒、抗震动，并具有足够的机械强度。具有足够的机械强度。30第一节蓄电池的构造与型号第一节蓄电池的构造与型号4.4.外壳外壳（3 3）结构：蓄电池电压一般）结构：蓄电池电压一般有有6 6V V和和1212V V两种规格，因此，两种规格，因此，外壳内由间壁分成外壳内由间壁分成3 3个或个或6 6个互个互不相通的单格。不相通的单格。结构特点：结构特点：沉淀槽、加液孔、加液孔盖通沉淀槽、加
21、液孔、加液孔盖通气孔。气孔。（4 4）常用材料）常用材料 ：硬质橡胶、：硬质橡胶、聚丙烯塑料等聚丙烯塑料等。31第一节蓄电池的构造与型号第一节蓄电池的构造与型号4.4.外壳外壳（5 5）加液孔、加液孔盖：）加液孔、加液孔盖：每个单格电池都有一个每个单格电池都有一个加液孔，旋下加液孔盖，加液孔，旋下加液孔盖，可以加注电解液或检测可以加注电解液或检测电解液密度；旋入孔盖电解液密度；旋入孔盖可防止电解液溅出，孔可防止电解液溅出，孔盖上有通气孔，使用中盖上有通气孔，使用中应保持畅通，存放中应应保持畅通，存放中应保持密闭。保持密闭。32第一节蓄电池的构造与型号第一节蓄电池的构造与型号4.4.外壳外壳（6
22、 6）蓄电池盖：蓄电池盖：1 1）材料）材料有硬质橡胶有硬质橡胶和聚丙烯耐酸塑料两种。和聚丙烯耐酸塑料两种。2 2）密封）密封硬质橡胶盖硬质橡胶盖和硬质橡胶壳间缝隙用和硬质橡胶壳间缝隙用沥青封口剂填封；塑料沥青封口剂填封；塑料盖与塑料壳间用热接合盖与塑料壳间用热接合工艺粘合。工艺粘合。33第一节蓄电池的构造与型号第一节蓄电池的构造与型号5.5.连接条连接条（1 1）作用：将单格电池串联）作用：将单格电池串联起来，以提高蓄电池总成的起来，以提高蓄电池总成的端电压。端电压。（2 2）材料：铅）材料：铅-锑合金。锑合金。（3 3）种类：）种类：1 1）外露式）外露式连接条外露在连接条外露在盖上。盖上
23、。2 2）跨接式）跨接式连接条在盖下连接条在盖下跨过隔墙。跨过隔墙。3 3）对焊式）对焊式极板柄穿墙连极板柄穿墙连接。接。34第一节蓄电池的构造与型号第一节蓄电池的构造与型号n2)2)极柱极柱n分类：分类：nA.A.中间极柱和首尾中间极柱和首尾极柱两类。极柱两类。nB.B.正接线柱和负接正接线柱和负接线柱。正接线柱用线柱。正接线柱用“+”“+”符号标示，其符号标示，其上涂红色；负接线上涂红色；负接线柱上用柱上用“-”“-”符号标符号标示，一般不涂颜色。示，一般不涂颜色。n材料：铅材料：铅-锑合金锑合金浇铸。浇铸。35第一节蓄电池的构造与型号第一节蓄电池的构造与型号二、蓄电池的规格型号二、蓄电池
24、的规格型号按照原机械工业部部颁标准按照原机械工业部部颁标准JB2599JB25998585的规定，铅蓄电地产品型号分的规定，铅蓄电地产品型号分为三段。为三段。-串联的单格电池数。如串联的单格电池数。如3 3，6 6，分别为，分别为3 3个单格个单格(6(6V)V)和和6 6个单格个单格(12(12V)V)。36第一节蓄电池的构造与型号第一节蓄电池的构造与型号-蓄电池的类型和特征，由两个汉字拼音字母组成。蓄电池的类型和特征，由两个汉字拼音字母组成。第一个字母为：第一个字母为：Q Q起动用蓄电池；起动用蓄电池；M M摩托车用蓄电池；摩托车用蓄电池；第二个字母为特征代号：第二个字母为特征代号：A A
25、干荷电；干荷电；H H湿荷电；湿荷电；W W免维护；免维护；S S少维护；少维护；F F防酸式；防酸式；M M密闭式；密闭式；B B半密闭；半密闭；Y Y液密式；液密式；Q Q气密式；气密式；I I激活式；激活式；D D带液式；带液式；J J胶质式；胶质式；无字母为干封式。无字母为干封式。37第一节蓄电池的构造与型号第一节蓄电池的构造与型号-蓄电池的额定容量蓄电池的额定容量 A A、额定容量额定容量我国规定用我国规定用2020h h放电率的容量表示。放电率的容量表示。单位为单位为AhAh。B B、特征性能特征性能 Q Q高起动率高起动率 S S塑料外壳塑料外壳 D D低温起动性能好低温起动性能
26、好38第一节蓄电池的构造与型号第一节蓄电池的构造与型号解放解放CA1091CA1091汽车用蓄电池汽车用蓄电池6-6-QA-100QA-100即是即是6 6个单格电池个单格电池额定电压额定电压1212伏伏额定容量额定容量100100AhAh起动型干荷蓄电池起动型干荷蓄电池39第一节蓄电池的构造与型号第一节蓄电池的构造与型号东风东风EQ1090EQ1090汽车用蓄电池汽车用蓄电池6-6-Q-105Q-105即是即是6 6个单格电池个单格电池额定电压额定电压1212伏伏额定容量额定容量105105AhAh起动型蓄电池起动型蓄电池40第一节蓄电池的构造与型号第一节蓄电池的构造与型号6-6-QAW-1
27、00QAW-100即是即是6 6个单格电池个单格电池额定电压额定电压1212伏伏额定容量额定容量100100AhAh起动型干荷电免维护蓄电池起动型干荷电免维护蓄电池41第二节第二节蓄电池的工作原理蓄电池的工作原理一、蓄电池的工作原理一、蓄电池的工作原理 双极硫酸盐化理论双极硫酸盐化理论 蓄电池放电时参与化学反应的物质，正极板上是蓄电池放电时参与化学反应的物质，正极板上是PbOPbO2 2，负极板上是负极板上是PbPb，电解液是硫酸水溶液。电解液是硫酸水溶液。蓄电池放电时，正极板上的蓄电池放电时，正极板上的PbOPbO2 2和负极板上的和负极板上的pbpb都变成都变成PbSOPbSO4 4水溶液
28、，电解液中的水溶液，电解液中的H H2 2SOSO4 4减少，相对密度减少，相对密度下降。蓄电池充电时，则按相反的方向变化。下降。蓄电池充电时，则按相反的方向变化。42第二节第二节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蓄电池的化学反应方程式为:4244222P 2PbSOOHbSOPbSOHPbO充电放电正极电解液负极正极电解液负极43第二节第二节蓄电池的工作原理蓄电池的工作原理（二）蓄电池充放电过程结论（二）蓄电池充放电过程结论 (1)蓄电池在放电时，电解液中的硫酸将逐渐减少，而水蓄电池在放电时，电解液中的硫酸将逐渐减少，而水将逐渐增多，电解液相对密度下降。将逐渐增多，电解
29、液相对密度下降。(2)(2)蓄电池在充电时，电解液中的硫酸将逐渐增多，而水蓄电池在充电时，电解液中的硫酸将逐渐增多，而水将逐渐减少，电解液相对密度增加。将逐渐减少，电解液相对密度增加。(3)(3)在充放电时，电解液浓度发生变化，主要是由于正极在充放电时，电解液浓度发生变化，主要是由于正极板的活性物质化学反应的结果，因此要求正极板处的板的活性物质化学反应的结果，因此要求正极板处的电解液流动性要好。在装配蓄电池时，应将隔板有沟电解液流动性要好。在装配蓄电池时，应将隔板有沟槽的一面对着正极板，以便电解液流通。槽的一面对着正极板，以便电解液流通。(4)(4)充电后期，会因电解水产生气体，应注意排气畅通
30、，充电后期，会因电解水产生气体，应注意排气畅通，以防爆炸。以防爆炸。44第三节第三节 工作特性工作特性一、蓄电池的工作特性一、蓄电池的工作特性蓄电池的静止电动势及基本电特性蓄电池的静止电动势及基本电特性 蓄电池的内阻蓄电池的内阻蓄电池的放电特性蓄电池的放电特性 蓄电池的充电特性蓄电池的充电特性 45第三节第三节 工作特性工作特性1.1.静止电动势及基本电特性静止电动势及基本电特性(1)(1)静止电动势静止电动势E Ej j：蓄电池处于静止状态时，正蓄电池处于静止状态时，正负极板之间的电位差称为静止电动势。负极板之间的电位差称为静止电动势。(2)(2)开路电压：理论上，开路状态下的端电压并开路电
31、压：理论上，开路状态下的端电压并不等于蓄电池的电动势。但是，开路电压在数不等于蓄电池的电动势。但是，开路电压在数值上很接近蓄值上很接近蓄电池的静止电动势，可以用开路电池的静止电动势，可以用开路电压代替静止电动势。电压代替静止电动势。一般规定铅蓄电池的额定开路电压为一般规定铅蓄电池的额定开路电压为2.02.0V V。46第三节第三节 工作特性工作特性开路电压（静止电动势）公式开路电压（静止电动势）公式1)1)当温度为当温度为2525时：时：E Es s=0.84+=0.84+2 255（V V）式中：式中：E Es s静止电动势静止电动势(V)V)0.84 0.84温度换算系数温度换算系数 2
32、255-25-25时的电解液密度时的电解液密度(g/cmg/cm3 3)汽 车 用 蓄 电 池 的 电 解 液 密 度 一 般 在汽 车 用 蓄 电 池 的 电 解 液 密 度 一 般 在 1.1 2-1.1 2-1.301.30g/cmg/cm3 3之间，因此之间，因此E ES S=1.97=1.972.152.15（V V）47第三节第三节 工作特性工作特性2)2)当温度不为当温度不为2525时，密度修正为：时，密度修正为：2525=+(t-25)(t-25)式中：式中：实测密度实测密度(g/cmg/cm3 3)密度的温度换算系数。数值为密度的温度换算系数。数值为0.000750.0007
33、5g/cmg/cm3 3.含义为：电解液温升含义为：电解液温升11，密度下降，密度下降0.000750.00075g/cmg/cm3 3.t t实测温度实测温度()()48第三节第三节 工作特性工作特性(3)(3)蓄电池端电压的测量蓄电池端电压的测量端电压包括开路电压、放电电压和充电电压，取决于蓄端电压包括开路电压、放电电压和充电电压，取决于蓄电池的工作状况。电池的工作状况。1)1)开路电压：在发电机未正常工作时测量的蓄电池端电开路电压：在发电机未正常工作时测量的蓄电池端电压为开路电压。一般为压为开路电压。一般为1212V V。2)2)充电电压：在发电机正常工作时测量的蓄电池端电压充电电压：在
34、发电机正常工作时测量的蓄电池端电压为充电电压。一般为为充电电压。一般为1414V V。3)3)放电电压：起动发动机时测量的蓄电池端电压为放电放电电压：起动发动机时测量的蓄电池端电压为放电电压。约为电压。约为8-118-11V V。实际测量时采用高率放电计模拟起实际测量时采用高率放电计模拟起动状态。动状态。49第三节第三节 工作特性工作特性2 2、蓄电池的内阻、蓄电池的内阻(1)(1)组成组成电解液电阻、极板电阻、隔板电阻、联条与极柱接触电解液电阻、极板电阻、隔板电阻、联条与极柱接触电阻等。电阻等。(2)(2)影响因素影响因素 1)1)放电程度放电程度放电程度越高，放电程度越高，PbSOPbSO
35、4 4越多，极板电阻越大。越多，极板电阻越大。2)2)隔板电阻与材料隔板电阻与材料木质隔板多孔性差，其电阻比橡胶和塑料隔板电阻大。木质隔板多孔性差，其电阻比橡胶和塑料隔板电阻大。50第三节第三节 工作特性工作特性3)3)联条电阻与联条形式：传统的外露联条电阻与联条形式：传统的外露式联条比内部穿壁式、跨越式联式联条比内部穿壁式、跨越式联条电阻大。条电阻大。4)4)电解液密度：电解液密度一般为电解液密度：电解液密度一般为1.21.2g/cmg/cm3 3时，电阻最小，过低（时，电阻最小，过低（H H+和和SOSO4 42-2-少）或过高（粘度大）内少）或过高（粘度大）内阻均增加。阻均增加。5)5)
36、电液温度：温度低，粘度大，电解电液温度：温度低，粘度大，电解液电阻大。液电阻大。(3)(3)结论：铅酸蓄电池内阻一般很小，结论：铅酸蓄电池内阻一般很小，故可提供大电流，适于作起动电故可提供大电流，适于作起动电源。源。51第三节第三节 工作特性工作特性2.2.放电特性放电特性(1)(1)概念概念在恒流放电过程中，在恒流放电过程中，蓄电池的端电压和电蓄电池的端电压和电解液相对密度随时间解液相对密度随时间而变化的规律。而变化的规律。52第三节第三节 工作特性工作特性(2)2)单格电池电压变化规单格电池电压变化规律律 1 1）开始放电阶段：端）开始放电阶段：端电压由电压由2.142.14V V迅速下降
37、至迅速下降至2.12.1V V。极板孔隙内硫酸迅速消极板孔隙内硫酸迅速消耗，电解液密度迅速下耗，电解液密度迅速下降，浓差极化增大，端降，浓差极化增大，端电压迅速下降。电压迅速下降。53第三节第三节 工作特性工作特性(2)2)单格电池电压变化规律单格电池电压变化规律 2 2）相对稳定阶段）相对稳定阶段端电压缓慢下降至端电压缓慢下降至1.851.85V V。极板孔隙外向孔隙内扩散极板孔隙外向孔隙内扩散的硫酸与孔隙内消耗的硫的硫酸与孔隙内消耗的硫酸达到动态平衡，孔内外酸达到动态平衡，孔内外电解液密度一起缓慢下降，电解液密度一起缓慢下降，所以端电压缓慢下降。所以端电压缓慢下降。54第三节第三节 工作特
38、性工作特性3 3）迅速下降阶段）迅速下降阶段端电压由端电压由1.851.85V V迅速迅速下降至下降至1.751.75V V，电解电解液密度达最小值液密度达最小值1515=1.11g/cm=1.11g/cm3 3。放电接近终了时，放电接近终了时，电化学极化、浓差极电化学极化、浓差极化、欧姆极化显著增化、欧姆极化显著增大，端电压迅速下降。大，端电压迅速下降。55第三节第三节 工作特性工作特性3 3）蓄电池放电终了的特征）蓄电池放电终了的特征终止电压：允许的放电终止电压与放电电流大小有关，终止电压：允许的放电终止电压与放电电流大小有关，放电电流越大，则放电时间越短，允许的放电终止电压越放电电流越大
39、，则放电时间越短，允许的放电终止电压越低。低。电解液密度电解液密度1515=1.11g/cm=1.11g/cm3 3。放电电流/A0.05C200.1C200.25C201C203C20连续放电时间20h10h3h30min5min单格电池终止电压/V1.751.701.651.551.5056第三节第三节 工作特性工作特性(1)(1)概念：概念：在恒流充电过程中，蓄在恒流充电过程中，蓄电池的端电压与电解液电池的端电压与电解液相对密度随时间而变化相对密度随时间而变化的规律。的规律。注意注意：充电电源必须采：充电电源必须采用直流电源，以一定的用直流电源，以一定的电流强度向一只完全放电流强度向一只
40、完全放电的蓄电地进行充电。电的蓄电地进行充电。3.3.充电特性充电特性57第三节第三节 工作特性工作特性(2)(2)方法：方法：保持充电电流不变，保持充电电流不变，每隔一定时间测量单每隔一定时间测量单格电池的端电压和电格电池的端电压和电解液相对密度。解液相对密度。可以绘制出蓄电池的可以绘制出蓄电池的充电特性曲线，如图充电特性曲线，如图所示。所示。3.3.充电特性充电特性58第三节第三节 工作特性工作特性1 1）充电开始阶段：）充电开始阶段：端电压迅速上升到端电压迅速上升到2.12.1V V。说明说明：开始充电时，：开始充电时，孔隙内迅速生成硫孔隙内迅速生成硫酸，浓差极化增大，酸，浓差极化增大，
41、端电压迅速上升。端电压迅速上升。(3)(3)单格电池电压变化规律单格电池电压变化规律59第三节第三节 工作特性工作特性2 2）稳定上升阶段：）稳定上升阶段：端电压缓慢上升至端电压缓慢上升至2.42.4V V左右，并开始产生气泡左右，并开始产生气泡。说明说明：孔隙内生成的硫：孔隙内生成的硫酸向孔隙外扩散，当硫酸向孔隙外扩散，当硫酸生成的速度与扩散速酸生成的速度与扩散速度达到平衡时，端电压度达到平衡时，端电压随整个容器内电解液密随整个容器内电解液密度变化而缓慢上升。度变化而缓慢上升。(3)(3)单格电池电压变化规律单格电池电压变化规律60第三节第三节 工作特性工作特性3 3）充电末期：电压迅）充电
42、末期：电压迅速上升到速上升到2.72.7V V左右，且左右，且稳定不变，电解液呈沸稳定不变，电解液呈沸腾状态。腾状态。活性物质还原反应结束活性物质还原反应结束后的充电称为过充电。后的充电称为过充电。过充电电流主要用于电过充电电流主要用于电解水，应避免长时间过解水，应避免长时间过充电。切断电源后，单充电。切断电源后，单格电压迅速降至格电压迅速降至2.112.11V V。(3)(3)单格电池电压变化规律单格电池电压变化规律61第三节第三节 工作特性工作特性端电压上升到最大值端电压上升到最大值2.72.7V V，并在并在2 2h h-3h3h内内不再增加。不再增加。电解液相对密度上升电解液相对密度上
43、升到最大值到最大值1.271.27g/cmg/cm并并在在2 2h h-3h3h内不再增加。内不再增加。蓄电池内产生大量气蓄电池内产生大量气泡，停充泡，停充1 1h h后再接通后再接通充电电源时，蓄电池充电电源时，蓄电池电解液会立刻沸腾电解液会立刻沸腾。4)4)蓄电池充足电的标志蓄电池充足电的标志62本次课程结束本次课程结束63第四节第四节蓄电池的容量及影响因素蓄电池的容量及影响因素一、蓄电池的容量一、蓄电池的容量1.1.概念：充足电的蓄电池按一定大小的电流连续放电时，其端电压概念：充足电的蓄电池按一定大小的电流连续放电时，其端电压降至放电终止电压为止所输出的电量。降至放电终止电压为止所输出的
44、电量。2.2.标示与单位：蓄电池的容量用标示与单位：蓄电池的容量用C C表示，单位为安时（表示，单位为安时（A Ah h）。）。当电当电池以恒定电流值放电时，其容量等于放电电流和连续放电时间的池以恒定电流值放电时，其容量等于放电电流和连续放电时间的乘积，即：乘积，即：C=C=I If ft tf fn 3.3.作用：蓄电池容量用以表示其对外供电能力，衡量作用：蓄电池容量用以表示其对外供电能力，衡量蓄电池性能的优劣及选用蓄电池的重要指标。蓄电池性能的优劣及选用蓄电池的重要指标。n 4.4.分类：额定容量、起动容量、储备容量等。分类：额定容量、起动容量、储备容量等。64第四节第四节蓄电池的容量及影
45、响因素蓄电池的容量及影响因素一、蓄电池的容量一、蓄电池的容量5.5.额定容量：额定容量：额定容量额定容量 国标国标GB5008.1-91GB5008.1-91起动用铅蓄电池技术条件规定：起动用铅蓄电池技术条件规定：将完全充足电的新蓄电池在电解液温度为将完全充足电的新蓄电池在电解液温度为252555条件条件下，以下，以2020h h放电率（放电电流为放电率（放电电流为0.050.05C C2020）连续放至单池连续放至单池平均电压降到平均电压降到1.751.75V V时为止，蓄电池输出的电量称为额时为止，蓄电池输出的电量称为额定容量。定容量。额定容量用额定容量用C C2020表示。表示。6.6.
46、影响因素：其大小受放电温度、放电电流、放电终止影响因素：其大小受放电温度、放电电流、放电终止电压影响。电压影响。65第四节第四节蓄电池的容量及影响因素蓄电池的容量及影响因素6.6.实例：实际测量蓄电池容量时，其规定条件下实例：实际测量蓄电池容量时，其规定条件下的放电时间等于或超过的放电时间等于或超过2020小时为合格。小时为合格。例：例：6-6-Q-105Q-105型蓄电池，在电解液平均温度为型蓄电池，在电解液平均温度为2525时，以时，以5.255.25A A电流连续放电电流连续放电2020h h后，端电压后，端电压为为10.5010.50V V（即单体电压降到即单体电压降到1.751.75
47、V V），），则其则其2020h h率额定容量为：率额定容量为：C C2020=5.25A=5.25A20h=105A20h=105Ah h。66补充内容补充内容蓄电池的容量蓄电池的容量起动容量起动容量意义：表示蓄电池在发动机使用电力起动时的意义：表示蓄电池在发动机使用电力起动时的供电能力。供电能力。分类：分类：A A、常温起动容量：电解液初始温度为常温起动容量：电解液初始温度为2525时，以时，以5 5minmin放电率的电流放电率的电流(3(3倍容量的电流倍容量的电流)，连续放连续放电至单格电压降到电至单格电压降到1.51.5V V时所输出的电量。时所输出的电量。其连续放电时间应其连续放电
48、时间应55minmin。67蓄电池的容量蓄电池的容量B B、低温起动容量：电解液初始温度为低温起动容量：电解液初始温度为-18-18时，时，以以5min5min放电率的电流连续放电至单格电压降至放电率的电流连续放电至单格电压降至1 1V V时所输出的电量。时所输出的电量。其放电时间应其放电时间应2.52.5minmin。例：例：3-3-Q-90Q-90型蓄电池，在电解液初始温度为型蓄电池，在电解液初始温度为-18-18时，以时，以3 3Q=3Q=390A=270A90A=270A的电流连续放电至单格的电流连续放电至单格电压降至电压降至1 1V V时，历时时，历时2.52.5minmin，其起动
49、容量为：其起动容量为：2702702.5/60Ah=11.25Ah2.5/60Ah=11.25Ah68蓄电池的容量蓄电池的容量5 5minmin放电率的电流在数值上约为蓄电池额定容量放电率的电流在数值上约为蓄电池额定容量的的3 3倍。倍。例：例：3-3-Q-90Q-90型蓄电池，型蓄电池，Q=90AhQ=90Ah。在电流初始温度在电流初始温度为为2525时，以时，以3 3Q=3Q=390A=270A90A=270A的电流连续放电的电流连续放电至单格电压降至至单格电压降至1.51.5V V时，历时时，历时5 5minmin，则其起动则其起动容量为：容量为：2702705/60=22.5Ah5/6
50、0=22.5Ah69第四节第四节蓄电池的容量及影响因素蓄电池的容量及影响因素二、影响蓄电池容量的因素二、影响蓄电池容量的因素放电电流放电电流电解液温度电解液温度电解液密度电解液密度极板的构造极板的构造电解液纯度电解液纯度70第四节第四节蓄电池的容量及影响因素蓄电池的容量及影响因素 放电电流越大，蓄电池容放电电流越大，蓄电池容量越小。量越小。因放电电流越大，因放电电流越大，极板孔隙内消耗的极板孔隙内消耗的H2SO4越快，且单位时间内产生越快，且单位时间内产生的的PbSO4越多，越多，PbSO4堵堵塞极板孔隙明显，阻碍电塞极板孔隙明显，阻碍电液向极板内层渗透，使极液向极板内层渗透，使极板孔隙内电解
