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(共27张PPT)
项目2 汽车电源系统
项目2 汽车电源系统
项目目标：
1．了解汽车电源系统的功用与组成。
2．熟悉汽车电源系统的基本结构与工作原理。
3．掌握汽车电源系统的维护与检修及故障诊断方法。
4．能对汽车电源系统进行维护、检修及故障诊断。
项目2 汽车电源系统
任务1 车用蓄电池构造与检修
相关知识
一、蓄电池功用、结构与型号
（一）蓄电池功用
蓄电池是一种可逆低压直流电源，它既能将化学能转化为电能，也能将电能转化为电能。
均与直流电源并联连接，电路图如图2-1所示。
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图2-1 汽车电源电路
1-电压调节器；2-电流表；3-起动按钮；4-起动机；5-蓄电池；6-用电设备；7-发电机
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蓄电池的功用具体如下：
（1）起动发动机。当起动发动机时，向起动系统及点火系统供电，这是蓄电池的主要功用。蓄电池在起动发动机的短时间（5s）内，必须向起动机供给强大的电流。
（2）存储电能。当发电机电压高于蓄电池充电电压时，蓄电池可将发电机多余电能转化为化学能储存起来（即充电）。
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（3）备用电源。当发电机低速运转发出低于蓄电池的电压或发电机停转不发电时，蓄电池可向用电设备供电。
（4）协同供电。当发电机超负荷时，蓄电池可协助发电机向用电设备供电。
（5）稳定电压。蓄电池相当于一个较大容量的电容器，能吸收电路中随时出现的瞬变过电压，保持汽车电网电压稳定，防止损坏电子设备。
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（二）蓄电池基本结构
现代汽车大多采用免维护或干荷电铅蓄电池。它们主要由正负极板、隔板、电解液、外壳、联条、极桩、蓄电池盖及加液孔盖等部分组成。蓄电池一般分隔为3个或6个单格，每个单格均盛装电解液及正负极板组便组成单格电池，每个单格电池的标称电压约为2V，将3个或6个单格电池串联后制成一个6V或12V蓄电池总成。蓄电池构造如图2-2所示。
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（a）蓄电池整体构造 （b）单格蓄电池构造
图2-2 蓄电池构造
1-正极板；2-负极板；3-肋条；4-隔板；5-汇流板；6-防护板；7-封料；8-负极柱；9-加液孔盖；10-联条；11-正极柱；12-电极村套；13-蓄电池外壳
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1．极板
极板是蓄电池的核心部分，它由栅架和填充在其上的活性物质构成，如图2-3所示。极板分为正极板和负极板两种。蓄电池在充、放电过程中，电能和化学能的相互转换就是依靠极板上的活性物质和电解液中的硫酸的电化学反应来实现的。
极板上的工作物质称为活性物质，主要由铅粉、添加剂与一定密度的稀硫酸混合而成。为防止龟裂和脱落，铅膏中还掺有纤维等。正极板上的活性物质为多孔的二氧化铅（PbO2），呈红棕色。负极板上的活性物质为海绵状纯铅（Pb），呈青灰色。目前国内外都采用比容量（极板单位尺寸所提供的容量）较高的薄型极板，厚度为1.1～1.5mm，可以改善起动性能等优点。
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图2-3 极板
1-栅架；2-活性物质；3-颗粒；4-孔隙
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为增大蓄电池容量，可将多片正极板（4～13片）和负极板（5～14片）分别并联，用汇流板焊接成正、负极板组，汇流板上有极柱，各片间留有空隙。安装时各片正、负极板相互嵌合，中间插入隔板后装入蓄电池单格内便形成单格电池，如图2-4所示。在每个单格电池中负极板总比正极板多一片。因为正极板活性物质比较疏松，且正极板处的化学反应剧烈反应前后活性物质体积变化较大，所以正极板夹在负极板之间，可使其两侧放电均匀，从而减轻正极板的翘曲和活性物质脱落。
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图2-4蓄电池极板组
1-正极板组；2-隔板；3-负极板组
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栅架如图2-5所示。其作用是容纳活性物质并使极板成形，它用铅锑合金浇铸而成，加锑是为了提高机械强度和浇铸性能。但是锑易从正极板栅架中析出，引起蓄电池自行放电和栅架的膨胀、溃烂，而且增加耗水量，故一般采用低锑合金栅架。免维护蓄电池的栅架采用铅钙合金，既提高了栅架的机械强度，又减少蓄电池的耗水量和自行放电。目前国内外已经使用铅锑砷合金栅架。
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图2-5 栅架
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为降低蓄电池的内阻，改善蓄电池的起动性能，现代汽车蓄电池采用放射形栅架，如图2-6所示。
图2-6放射形栅架
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2．隔板
为了防止相邻正负极板彼此接触而短路，正负极板之间要用隔板隔开。隔板具有多孔性、良好的耐酸性和抗氧化性。隔板的材料有木质、微孔橡胶和微孔塑料。微孔塑料隔板如图2-7（a）所示，因孔径小、薄而柔、生产效率高、成本低而被广泛采用。
隔板的形状有片式和袋式隔板两种。片式隔板为厚度小于1mm的长方形片，其长和宽都比极板大一点，隔板的一面有特制的沟槽。安装时，隔板带槽的一面应朝向正极板，且沟槽必须与外壳底部上下流通，也能使气泡沿槽上升，还能使脱落的活性物质沿槽下沉。
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(a)塑料隔板 (b)袋式隔板
图2-7隔板结构图
袋式隔板如图2-7（b）所示，免维护蓄电池则普遍采用聚氯乙烯袋式隔板，正极板被隔板袋包住，脱落的活性物质保留在袋内，可有效防止极板短路，因此可以取消壳体底部凸筋，使极板组上部容积增大，从而增加电解液的储存量。
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3．电解液
电解液的作用是通过与极板上的活性物质发生电化学反应，进行电能和化学能的相互转换。它由高纯净硫酸（密度为1.84g/cm3）和蒸馏水按一定比例配制而成。
电解液的密度一般为1.24～1.30g/cm3。电解液的密度对蓄电池的工作有重要影响，密度大，可减少结冰的危险并可提高蓄电池的容量，但密度过大则粘度增加，反而降低了容量，缩短使用寿命。因此使用中电解液密度应根据地区、气候条件和制造厂家的要求而定。不同地区和气候条件下电解液的相对密度见表2-1。
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表2-1 不同地区和气候条件下电解液的相对密度
使用地区最低温度（℃） 充足电的蓄电池在25℃时的电解液密度/（g/cm3） 冬季 夏季
＜-40 1.30 1.26
-30～-40 1.290 1.25
-20～-30 1.280 1.25
0～-20 1.270 1.24
＞0 1.240 1.240
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4．壳体
蓄电池的壳体用于盛装电解液和极板组，由耐酸、耐热、耐振、绝缘性好且有一定机械强度的材料制成。早期生产的起动型蓄电池壳体大部分是采用硬橡胶制成，目前普遍采用聚丙烯塑料壳体。
壳体为整体式，壳内由间壁分成3个或6个单格，底部有突出的肋条，用来搁置极板组。肋条间的空隙用来积存脱落下来的活性物质，以防止在极板间造成短路。普通蓄电池壳体上部用加液孔螺塞密封，在每个单格的电池盖上都有一个加液孔，用于添加电解液和蒸馏水，也可用于检查电解液的液面高度与测量电解液密度。加液孔螺塞拧紧在加液孔上，以防止电解液溅出，螺塞上有通气孔，可使蓄电池化学反应产生的气体（H2和O2等）逸出。
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5．联条
联条用于连接蓄电池各个单格极板组。联条一般由铅锑合金铸造而成，有外露式、穿壁式和跨桥式3种。硬橡胶外壳蓄电池采用外露式联条，塑料外壳蓄电池一般采用穿壁式和跨桥式联条，如图2-8所示。外露式联条安装在蓄电池壳体的外部，不仅浪费材料、容易损坏，还导致蓄电池自行放电，所以这种连接方式正被穿壁式联条所取代。采用穿壁式联条连接单格电池时，所用的联条尺寸很小，并设在蓄电池内部。
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（a）外露式　 （b）穿壁式 （c）跨越式
图2-8　单格电池的连接方式
1-联条；2-间壁；3-极板
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6．接线柱
蓄电池首尾两极板组的横板上焊有接线柱（也称极桩或极柱），用于连接外电路。正接线柱连接去起动机的电缆线，负接线柱连接去车身或车架的搭铁电缆线。蓄电池接线柱用铅锑合金浇铸而成。
为了便于区分，正接线柱附近标有“＋”或“P”记号，负接线柱附近标有“-”或“N”记号，有些蓄电池正接线柱涂成红色，负接线柱涂成蓝色或绿色。
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（三）蓄电池型号
根据《铅酸蓄电池名称、型号编制与命名办法》（JB/T 2599-2012）规定，国产蓄电池的型号共分为3段5部分，各部分之间用“-”分开，内容及排列如下：
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（1）串联单格电池数：用阿拉伯数字表示。
（2）蓄电池类型：主要根据其用途可划分，各类蓄电池代号如下：起动用-Q，摩托车用-M，（ 电力）牵引用-D，内燃机车用-N，铁路客车用-T，船舶用-C，航标用-H，固定型-G，阀控型-F，储能型-U。
（3）蓄电池特征：为附加部分，仅在同类用途的产品具有某种特征，而在型号中又必须加以区别时采用。当产品同时具有两种特征时，原则上应按表2-2所示顺序将两个代号并列表示。
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表2-2 蓄电池产品特征代号
序号 产品特征 代号 序号 产品特征 代号
1 干荷电 A 7 半密封式 B
2 湿荷电 H 8 液密式 Y
3 免维护 W 9 气密式 Q
4 少维护 S 10 激活式 I
5 防酸式 F 11 带液式 D
6 密封式 M 12 胶质电解液式 J
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（4）额定容量：指在20h放电率时蓄电池容量，用阿拉伯数字表示，单位为安培 小时（A h）。
（5）特征性能：当产品具有某些特殊性能，可用相应的代号加在产品型号末尾。如“G”表示薄型极板的高起动率电池，“S”表示采用工程塑料外壳与热封合工艺的蓄电池。
例如：6-QA-60型蓄电池：表示由6个单格电池组成，额定电压为12V，额定容量为60A h的起动型干荷电蓄电池。

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