汽车电气系统故诊断与维修蓄电池亏电严重故障诊断与排除课件.ppt

1、情境情境二二 电源系统检修电源系统检修 任务任务 一一 蓄电池亏电严重故障诊断与排除蓄电池亏电严重故障诊断与排除讲课教师：张军讲课教师：张军职职 称：副教授称：副教授 1.学习目的学习目的2.12.1蓄电池检测蓄电池检测 2.学习要求学习要求3.学习内容学习内容 通过蓄电池的学习，基本掌握汽车用蓄电池的故障诊断及维修方法。通过蓄电池的学习，基本掌握汽车用蓄电池的故障诊断及维修方法。1.重点掌握蓄电池的基本构造、充电知识、正确使用与维护方法；重点掌握蓄电池的基本构造、充电知识、正确使用与维护方法；2.理解蓄电池的工作原理；了解它的工作特性及影响蓄电池容量的因素。理解蓄电池的工作原理；了解它的工作

2、特性及影响蓄电池容量的因素。构造、工作原理、工作特性、充电方法、充电种类以及常见故障分析等等。构造、工作原理、工作特性、充电方法、充电种类以及常见故障分析等等。2.12.1蓄电池检测蓄电池检测五、蓄电池的使用及维护五、蓄电池的使用及维护四、蓄电池的充电四、蓄电池的充电三、蓄电池的容量及影响因素三、蓄电池的容量及影响因素二、蓄电池的工作原理及工作特性二、蓄电池的工作原理及工作特性一、蓄电池的功用和结构一、蓄电池的功用和结构一、蓄电池的功用和结构一、蓄电池的功用和结构蓄电池的功用蓄电池的结构蓄电池的型号免维护蓄电池1.1.蓄电池的功用蓄电池的功用q发动机起动时，向起动机和点火系统供电；发动机起动时

3、，向起动机和点火系统供电；q发电机不发电或电压较低时向用电设备供电；发电机不发电或电压较低时向用电设备供电；q发电机超载时，协助发电机供电；发电机超载时，协助发电机供电；q发电机端电压高于蓄电池电动势时，将发电机的电能转变为化发电机端电压高于蓄电池电动势时，将发电机的电能转变为化学能储存起来；学能储存起来；q大电容器的作用，吸收发电机和电路中形成的过电压，保护车大电容器的作用，吸收发电机和电路中形成的过电压，保护车用电子元件。用电子元件。2.2.蓄电池的结构蓄电池的结构 铅酸蓄电池是由极板、隔板、电解液、外壳、铅连接条和加注铅酸蓄电池是由极板、隔板、电解液、外壳、铅连接条和加注孔盖组成。孔盖组

4、成。先拆负极电缆；先拆负极电缆；不要把工具放不要把工具放在蓄电池上。在蓄电池上。查明极性，不查明极性，不要接错要接错q极板极板q作用：接受充入的电能和向外释放电能作用：接受充入的电能和向外释放电能q结构：由栅架和活性物质组成，分为正极板和负极板结构：由栅架和活性物质组成，分为正极板和负极板极板极板正极板：活性物质为正极板：活性物质为棕红色的二氧化铅棕红色的二氧化铅负极板：活性物质为负极板：活性物质为海绵状纯铅海绵状纯铅，呈青灰色，呈青灰色栅架的作用是固结活性物质，一般由铅锑合金制成。栅架的作用是固结活性物质，一般由铅锑合金制成。活性物质落；活性物质落；自行放电；自行放电；极板短路、极板短路、硫

5、化；硫化；2.2.蓄电池的结构蓄电池的结构q为了增大蓄电池的容量，一般将多片正极板和多片负极板分别并联，组成为了增大蓄电池的容量，一般将多片正极板和多片负极板分别并联，组成正极板组和负极板组。在每个单格电池中，负极板的数量总是比正极板要正极板组和负极板组。在每个单格电池中，负极板的数量总是比正极板要多一片，正极板都处在负极板之间，最外面两片都是负极板。多一片，正极板都处在负极板之间，最外面两片都是负极板。2 2.蓄电池的结构蓄电池的结构q隔板隔板q作用：放置在正负极板之间，避免其接触而短路。作用：放置在正负极板之间，避免其接触而短路。q要求：多孔性，电解液渗透能力好，化学性能稳要求：多孔性，电

6、解液渗透能力好，化学性能稳 定，定，具有良好的耐酸性和抗氧化性。具有良好的耐酸性和抗氧化性。q材料：木材、微孔橡胶、微孔塑料、玻璃纤维纸浆和玻璃丝材料：木材、微孔橡胶、微孔塑料、玻璃纤维纸浆和玻璃丝棉等。棉等。q形状：一面平整，一面有沟槽，沟槽应面对正极板且与底部形状：一面平整，一面有沟槽，沟槽应面对正极板且与底部垂直；厚度小于垂直；厚度小于1mm1mm的长方形薄片。的长方形薄片。2 2.蓄电池的结构蓄电池的结构q电解液电解液 铅酸蓄电池的电解液由密度为铅酸蓄电池的电解液由密度为1.84gcm1.84gcm3 3的纯硫酸和蒸馏的纯硫酸和蒸馏水配制而成，密度一般水配制而成，密度一般1.241.2

7、41.31gcm1.31gcm3 3。电解液不纯，密度过大，液面过低等电解液不纯，密度过大，液面过低等容易引起自行放电、极板硫化故障。容易引起自行放电、极板硫化故障。2 2.蓄电池的结构蓄电池的结构3.3.蓄电池的型号蓄电池的型号q举例：举例：6-QAW-100D6-QAW-100D “6”“6”：单格电池数，标准电压为：单格电池数，标准电压为1212伏。伏。“QAW”QAW”：表示干荷电免维护起动用铅蓄电池。：表示干荷电免维护起动用铅蓄电池。“100”100”：表示蓄电池的额定容量为：表示蓄电池的额定容量为100Ah100Ah。“D”D”：表示蓄电池的特殊性能，低温起动性能好。：表示蓄电池的

8、特殊性能，低温起动性能好。电池类型电池类型电池特征电池特征额定容量额定容量特殊性能特殊性能串联的单格电池数串联的单格电池数 组成：4.4.免维护蓄电池免维护蓄电池免维护铅蓄电池的结构特点采用低锑合金或铅钙合金制作的极板栅架，使蓄电池失水量少，同时使自放电小，荷电保持能力强。采用密封式压铸成型极桩，不易断裂，避免酸气腐蚀。采用聚丙烯塑料热压而成的外壳，槽底没有肋条，极板组可以直接放在蓄电池底部，而且外壳内壁较薄。采用袋式聚氯乙烯隔板，保护正极板上的活性物质不至脱落，防止极板短路。采用新型安全通气装置，避免爆炸，不必补加蒸馏水，减少接线端头腐蚀。采用穿壁对焊式的铅连接条，减少内阻。内部装有液体密度

9、计（电眼）。免维护铅蓄电池的使用特性使用中不需要加水；自放电少，寿命长；接线柱腐蚀较小；起动性能好。4.4.免维护蓄电池免维护蓄电池二、蓄电池的工作原理及工作特性二、蓄电池的工作原理及工作特性蓄电池的工作原理蓄电池的工作原理蓄电池的工作特性蓄电池的工作特性q放电过程放电过程1.1.蓄电池的工作原理蓄电池的工作原理q充电过程充电过程总方程式总方程式：1.1.蓄电池的工作原理蓄电池的工作原理2.2.蓄电池的工作特性蓄电池的工作特性q蓄电池的静止电动势蓄电池的静止电动势q蓄电池的内阻蓄电池的内阻q蓄电池的放电特性蓄电池的放电特性q蓄电池的充电特性蓄电池的充电特性q静止电动势静止电动势q定义：定义：在

10、蓄电池内部工作物质的运动处于暂时的平衡状态时的蓄在蓄电池内部工作物质的运动处于暂时的平衡状态时的蓄电池的电动势。电池的电动势。q测量方法：测量方法：1.1.用直流电压表或万用表的直流电压直接测得。用直流电压表或万用表的直流电压直接测得。2.2.测出电解液密度再用经验公式求得。测出电解液密度再用经验公式求得。蓄电池静止电动势；蓄电池静止电动势；2525时电解液的密度时电解液的密度 E02.2.蓄电池的工作特性蓄电池的工作特性q内阻内阻q极板电阻：在完全充电状态下是很小的，只有极板发生硫化故极板电阻：在完全充电状态下是很小的，只有极板发生硫化故障时，极板电阻才明显增大。障时，极板电阻才明显增大。q

11、隔板电阻：主要取决于隔板的材料、厚度和多孔性。隔板电阻：主要取决于隔板的材料、厚度和多孔性。q电解液电阻：与电解液的温度和密度有关。温度降低，电解液电解液电阻：与电解液的温度和密度有关。温度降低，电解液粘度增大，渗透能力下降，电阻增加；而电解液的密度过高或粘度增大，渗透能力下降，电阻增加；而电解液的密度过高或过低，均会导致电阻增大。过低，均会导致电阻增大。q铅连接条电阻：采用穿壁式结构后，电阻可以忽略不计。铅连接条电阻：采用穿壁式结构后，电阻可以忽略不计。2.2.蓄电池的工作特性蓄电池的工作特性放电终了特性：放电终了特性：1.1.单格电池电压下降至放电终止电压，以单格电池电压下降至放电终止电压

12、，以20h20h放电率放电，单格电池电压放电率放电，单格电池电压降至降至1.75V1.75V。2.2.电解液密度下降至最小的许可值，大约为电解液密度下降至最小的许可值，大约为1.11gcm1.11gcm3 3。2.2.蓄电池的工作特性蓄电池的工作特性充电终了特性：充电终了特性：1.1.端电压和电解液密度均上升至最大值，且端电压和电解液密度均上升至最大值，且2h2h内基本不变。内基本不变。2.2.蓄电池剧烈放出大量气泡，电解液沸腾。蓄电池剧烈放出大量气泡，电解液沸腾。2.2.蓄电池的工作特性蓄电池的工作特性三三.蓄电池的容量及影响因素蓄电池的容量及影响因素蓄电池的容量蓄电池的容量蓄电池容量的影响

13、因素蓄电池容量的影响因素q蓄电池的容量蓄电池的容量q定义：定义：一完全充足电的蓄电池，在允许的放电范围内所输出的电一完全充足电的蓄电池，在允许的放电范围内所输出的电量。量。q类型：类型：1.1.额定容量：以额定容量：以20h20h放电率的放电电流在电解液初始温度放电率的放电电流在电解液初始温度2525，密度为，密度为1.28g1.28g cmcm3 3的条件下，连续放电到规定的单的条件下，连续放电到规定的单格终止电压格终止电压1.75V1.75V，蓄电池所输出的电量。，蓄电池所输出的电量。用用C C2020表示。表示。1.1.蓄电池的容量蓄电池的容量2.2.额定储备容量额定储备容量 是指充足电

14、的蓄电池在电解液温度为是指充足电的蓄电池在电解液温度为2525时，以时，以25A25A电流放电电流放电到单个终止电压为到单个终止电压为1.75V1.75V时所维持的时间。用时所维持的时间。用C Cm m表示。表示。3.3.起动容量起动容量 常温起动容量：电解液初始温度常温起动容量：电解液初始温度 2525时，以时，以5min5min放电率放电率的电流放电，放电的电流放电，放电5min5min至单格电池电压降至至单格电池电压降至1.5V1.5V时所输出的电量。时所输出的电量。低温起动容量：电解液初始温度低温起动容量：电解液初始温度-18-18时，以时，以5min5min放电率放电率的电流放电，放

15、电的电流放电，放电2.5min2.5min至单格电池电压降至至单格电池电压降至1V1V时所输出的电量。时所输出的电量。1.1.蓄电池的容量蓄电池的容量q影响蓄电池容量的因素影响蓄电池容量的因素q极板的构造极板的构造 极板的面积大，能参与电化学反应的活性物质就多，故其极板的面积大，能参与电化学反应的活性物质就多，故其容量就大；采用薄型极板，增加极板的片数以及提高活性物容量就大；采用薄型极板，增加极板的片数以及提高活性物质的孔率，都有利于提高蓄电池的容量。质的孔率，都有利于提高蓄电池的容量。放电电流放电电流2.2.蓄电池容量的影响因素蓄电池容量的影响因素q电解液温度电解液温度电解液密度电解液密度2

16、.2.蓄电池容量的影响因素蓄电池容量的影响因素四、蓄电池的充电四、蓄电池的充电蓄电池的充电方法蓄电池的充电方法蓄电池的充电种类蓄电池的充电种类1.1.蓄电池的充电方法蓄电池的充电方法q定流充电定流充电 在充电过程中，充电电流保持一定的充电方法。在充电过程中，充电电流保持一定的充电方法。特点特点 充电过程中，为保证充电电流的恒充电过程中，为保证充电电流的恒定，电源电压和调节负载应随时变化；定，电源电压和调节负载应随时变化；充电电流大小可根据蓄电池的容量充电电流大小可根据蓄电池的容量确定；确定；不同端电压的蓄电池可以串联充电；不同端电压的蓄电池可以串联充电；充电时间长。充电时间长。q定压充电定压充

17、电 充电过程中，直流电源电压保持不变的充电方法。充电过程中，直流电源电压保持不变的充电方法。q特点特点 充电电流很大；充电电流很大；充电充电4 45h5h蓄电池就可获得本身容量的蓄电池就可获得本身容量的90%90%95%95%；单格电池的充电电压选择为单格电池的充电电压选择为2.5V2.5V；充电初期电流不超过充电初期电流不超过0.3C0.3C2020。q快速充电快速充电 目前采用的方法有脉冲快速充电方法和大电流递减充电法。目前采用的方法有脉冲快速充电方法和大电流递减充电法。1.1.蓄电池的充电方法蓄电池的充电方法q当单格电池电压上升至当单格电池电压上升至2.4V2.4V，电解液开始有气泡冒出

18、时，应，电解液开始有气泡冒出时，应将电流减半，直至完全充足电为止。将电流减半，直至完全充足电为止。Ic=Ic=（115115110110）C C20201.1.蓄电池的充电方法蓄电池的充电方法2.2.蓄电池的充电种类蓄电池的充电种类q初充电初充电 初充电的程序如下：初充电的程序如下：（1 1）加注一定密度的电解液。液面高出极板上沿）加注一定密度的电解液。液面高出极板上沿15mm15mm。加。加注电解液后，蓄电池应静置注电解液后，蓄电池应静置3 36h6h，待温度低于，待温度低于3535才能进才能进行充电。行充电。（2 2）初充电过程）初充电过程 将蓄电池接入充电机。将蓄电池接入充电机。第一阶段

19、充电电流约为额定容量的第一阶段充电电流约为额定容量的1/151/15，充电至电解液中逸，充电至电解液中逸出气泡，单格电压出气泡，单格电压2.4V2.4V时为止。时为止。第二阶段充电电流减半，充电至电解液沸腾，密度和端电压第二阶段充电电流减半，充电至电解液沸腾，密度和端电压连续连续3h3h不变时为止。整个初充电时间约不变时为止。整个初充电时间约60h60h左右。左右。q补充充电补充充电 若采用定压充电，其充电方法如下：若采用定压充电，其充电方法如下：（1 1）将蓄电池与充电电源连接。）将蓄电池与充电电源连接。（2 2）将电压调至规定值，观察充电电流，如果电流超过）将电压调至规定值，观察充电电流，

20、如果电流超过0.3C0.3C2020（A A），应适当降低电压，待蓄电池电动势升高后再将），应适当降低电压，待蓄电池电动势升高后再将电压调至规定的值。电压调至规定的值。（3 3）充电终期，充电电流在连续）充电终期，充电电流在连续2h2h内变化不大于内变化不大于0.1A0.1A，且，且电解液密度无明显变化，则认为充电可以结束。电解液密度无明显变化，则认为充电可以结束。2.2.蓄电池的充电种类蓄电池的充电种类q预防硫化过充电预防硫化过充电 蓄电池在使用中，常因充电不足而造成硫化，为预防硫化，蓄电池在使用中，常因充电不足而造成硫化，为预防硫化，蓄电池每隔蓄电池每隔3 3个月进行一次预防硫化过充电。个

21、月进行一次预防硫化过充电。先用补充充电的电流值将电池充足，然后间歇先用补充充电的电流值将电池充足，然后间歇1h1h，将电流，将电流值减半继续充至沸腾，这样反复数次，直到蓄电池刚一接入值减半继续充至沸腾，这样反复数次，直到蓄电池刚一接入直流电源就立即沸腾起来，就可以结束充电了。直流电源就立即沸腾起来，就可以结束充电了。2.2.蓄电池的充电种类蓄电池的充电种类q去硫充电去硫充电充电方法和步骤：充电方法和步骤：1.1.倒出电解液，用蒸馏水反复冲洗数次，然后加入蒸馏水，用倒出电解液，用蒸馏水反复冲洗数次，然后加入蒸馏水，用初充电电流进行充电，当电解液密度上升到初充电电流进行充电，当电解液密度上升到1.

22、15gcm1.15gcm3 3时，时，再将电解液倒出，加入蒸馏水，继续充电，反复多次，直至再将电解液倒出，加入蒸馏水，继续充电，反复多次，直至电解液密度不再上升为止。电解液密度不再上升为止。2.2.换用正常的密度的电解液，按初充电方法对蓄电池进行充电换用正常的密度的电解液，按初充电方法对蓄电池进行充电2 2.蓄电池的充电种类蓄电池的充电种类q锻炼循环充电锻炼循环充电 在汽车上由于发电机经常对蓄电池进行充电，因而蓄电池在汽车上由于发电机经常对蓄电池进行充电，因而蓄电池常处于部分放电的状态，即仅有一部分活性物质参加电化学常处于部分放电的状态，即仅有一部分活性物质参加电化学反应。反应。按正常的充电方

23、法将蓄电池充足，然后以按正常的充电方法将蓄电池充足，然后以2020小时的放电率小时的放电率放完，再按正常的充电方法充足。放完，再按正常的充电方法充足。2.2.蓄电池的充电种类蓄电池的充电种类五、蓄电池的使用与维护五、蓄电池的使用与维护蓄电池的维护蓄电池的维护蓄电池常见故障蓄电池常见故障蓄电池技术状况检查蓄电池技术状况检查1 1、蓄电池的维护、蓄电池的维护q定期检查蓄电池安装是否牢固定期检查蓄电池安装是否牢固q经常检查蓄电池表面是否清洁经常检查蓄电池表面是否清洁q定期检查电解液的液面高度定期检查电解液的液面高度q检查蓄电池的放电程度检查蓄电池的放电程度q连接蓄电池时，细心查明极性，正对正，负对负

24、。连接蓄电池时，细心查明极性，正对正，负对负。q脱开蓄电池时，始终要先拆负极（搭铁）电缆。脱开蓄电池时，始终要先拆负极（搭铁）电缆。q千万不要把工具搁在蓄电池上。它们可能会同时触及到两个极千万不要把工具搁在蓄电池上。它们可能会同时触及到两个极桩，使蓄电池短路而引起事故。桩，使蓄电池短路而引起事故。q蓄电池充电时析出的气体极易爆炸，应避免在蓄电池附近电焊蓄电池充电时析出的气体极易爆炸，应避免在蓄电池附近电焊或明火，禁止在蓄电池周围吸烟。或明火，禁止在蓄电池周围吸烟。2.2.蓄电池技术状况检查蓄电池技术状况检查q电解液液面的检查q电解液密度的检查q用高率放电计测量放电电压q蓄电池开路电压的检查3.

25、3.蓄电池常见故障蓄电池常见故障极板硫化极板硫化自行放电自行放电极板短路极板短路活性物质脱落活性物质脱落q极板硫化极板硫化 蓄电池长期处于放电状态或者充电不足状态下，会在极板上蓄电池长期处于放电状态或者充电不足状态下，会在极板上逐渐生成一层白色的粗晶粒的硫酸铅，正常充电时，不能转化逐渐生成一层白色的粗晶粒的硫酸铅，正常充电时，不能转化为为PbOPbO2 2和和PbPb，称为硫酸铅硬化，简称硫化。，称为硫酸铅硬化，简称硫化。q故障现象：故障现象：极板上有白色霜状物；极板上有白色霜状物；蓄电池容量明显下降；蓄电池容量明显下降；用高率放电差检查，单格电压明显降低；用高率放电差检查，单格电压明显降低；

26、充电时单格电压迅速升高到充电时单格电压迅速升高到2.8V2.8V，但电解液密度下降不明显，但电解液密度下降不明显，且过早出现沸腾现象。且过早出现沸腾现象。3.3.蓄电池常见故障蓄电池常见故障q故障原因：故障原因：充电不足的蓄电池长期放置时，当温度升高时，极板上一充电不足的蓄电池长期放置时，当温度升高时，极板上一部分硫酸铅溶于电解液中，在温度下降时，溶解度随之减小，部分硫酸铅溶于电解液中，在温度下降时，溶解度随之减小，部分硫酸铅再结晶成粗大颗粒的硫酸铅附在极板上，使之硫部分硫酸铅再结晶成粗大颗粒的硫酸铅附在极板上，使之硫化。化。电池内液面过低，极板上部与空气接触而氧化。在汽车行电池内液面过低，极

27、板上部与空气接触而氧化。在汽车行驶过程中，由于电解液上下波动与极板氧化部分接触，也会驶过程中，由于电解液上下波动与极板氧化部分接触，也会生成粗晶粒的硫酸铅，使极板上部硫化。生成粗晶粒的硫酸铅，使极板上部硫化。电解液密度过大或不纯，气温变化大都能使极板硫化。电解液密度过大或不纯，气温变化大都能使极板硫化。3.3.蓄电池常见故障蓄电池常见故障q自行放电自行放电q故障原因：故障原因：（1 1）电解液不纯，杂质与极板之间以及沉附于极板上不同杂）电解液不纯，杂质与极板之间以及沉附于极板上不同杂质之间形成电位差，通过电解液产生局部放电。质之间形成电位差，通过电解液产生局部放电。（2 2）电池溢出的电解液堆

28、积在盖板上，使正负极桩形成通路。）电池溢出的电解液堆积在盖板上，使正负极桩形成通路。（3 3）极板活性物质脱落，下部沉淀物过多使极板短路。）极板活性物质脱落，下部沉淀物过多使极板短路。（4 4）蓄电池长期放置不用，硫酸下沉，下部密度比上部大，）蓄电池长期放置不用，硫酸下沉，下部密度比上部大，极板上下部发生电位差引起自行放电等。极板上下部发生电位差引起自行放电等。3.3.蓄电池常见故障蓄电池常见故障q极板短路极板短路q隔板损坏、极板拱曲变形或活性物质大量脱落都会造成极板隔板损坏、极板拱曲变形或活性物质大量脱落都会造成极板短路。短路。q极板短路的外部特征是充电电压低，密度上升很慢，充电中极板短路的

29、外部特征是充电电压低，密度上升很慢，充电中气泡很少，而且用高率放电叉测试时，单格电池电压很低或气泡很少，而且用高率放电叉测试时，单格电池电压很低或者为零。者为零。q对于短路的蓄电池必须拆开，查明原因排除之。对于短路的蓄电池必须拆开，查明原因排除之。3.3.蓄电池常见故障蓄电池常见故障q活性物质脱落 活性物质脱落，主要是指正极板上PbO2的脱落，这是蓄电池早期损坏的主要原因之一。充电中致密的PbO2层是在疏松的PbSO4表面形成的。所以PbO2脱落的主要原因是放电而不是充电。实践证明，降低电解液密度，减小放电电流以及提高电解液温度，都有利于形成疏松的PbSO4层，因而有利于防止活性物质脱落。反之，若采用高密度电解液，或者是低温大电流放电都容易形成致密的PbSO4层，加速活性物质的脱落。3.3.蓄电池常见故障蓄电池常见故障