第二部分 電源系統(tǒng)

情境一 蓄電池的結(jié)構(gòu)與檢修

一、蓄電池的作用與分類

1．蓄電池的作用

蓄電池俗稱“電瓶”，是一種將化學能轉(zhuǎn)換為電能的裝置，是一種可逆的直流電源。它在汽車上與發(fā)電機并聯(lián)，向全車用電設備供電，其作用有：

1）發(fā)動機起動時，蓄電池可以向起動機提供強大的起動電流，同時給點火系統(tǒng)、儀表、電子控制系統(tǒng)等用電設備供電。

2）發(fā)動機低速運轉(zhuǎn)時，蓄電池可以向一切用電設備和發(fā)電機勵磁繞組供電。

3）發(fā)動機中、高速運轉(zhuǎn)時，蓄電池可以將發(fā)電機剩余電能轉(zhuǎn)化為化學能儲存起來。

4）當用電設備過多時，超過發(fā)電機所能提供的電量時，蓄電池可以協(xié)助發(fā)電機向用電設備供電。

5）穩(wěn)定電源電壓，保護電器部件。它能吸收電路中出現(xiàn)的瞬時過高電壓，保護電子元件和集成電路不被擊穿，延長其使用壽命。

2．蓄電池的分類

汽車上一般采用鉛酸蓄電池（又稱鉛蓄電池），其主要目的是起動發(fā)動機。目前汽車上常用的蓄電池有：普通鉛酸蓄電池、少維護或免維護蓄電池、干荷電蓄電池、濕電荷蓄電池、封閉式免維護蓄電池、膠體電解質(zhì)蓄電池等，此外還有混合型蓄電池和重組式蓄電池。這里主要介紹以下幾種。

（1）普通鉛酸蓄電池

如圖2.1所示，這種蓄電池起用時，需要增加電解液再經(jīng)初充電后才能使用。

（2）少維護免維護蓄電池

免維護蓄電池也叫MF蓄電池，目前在汽車上得到廣泛的應用。其外觀如圖2.2所示。蓄電池蓋上有一檢查指示器，它實際是蓄電池內(nèi)裝的比重計，能隨時了解電解液的密度、存電情況及液面高度。免維護蓄電池在合理使用過程中無須添加蒸餾水，同時電樁腐蝕輕，內(nèi)阻小，自行放電少，低溫起動性能好，比常規(guī)蓄電池使用壽命長。在車上或儲存時不需要補充充電。

（3）干荷電蓄電池

干荷電蓄電池在干燥狀態(tài)下能夠長期（一般為2年）保存制造過程中所得到的電荷。在規(guī)定的保存期內(nèi)如需使用，只要加入符合規(guī)定相對密度的電解液，靜置30min，即可使用，不需要初充電。干荷電蓄電池外觀與普通鉛酸蓄電池相同。

（4）濕荷電蓄電池

存放期極板呈濕潤狀態(tài)保持其荷電性的蓄電池，稱為濕荷電蓄電池。濕荷是指蓄電池在存放期（約為6個月）內(nèi)，加注標準密度的電解液至規(guī)定的高度即可使用，首次放電量可達額定容量的80%。若存放時間過長，則需經(jīng)過短時間的補充充電才能使用。

（5）膠體電解質(zhì)蓄電池

膠體電解質(zhì)蓄電池如圖2.3所示，其電解質(zhì)用經(jīng)過凈化的硅酸鈉溶液和硫酸水溶液混合后，凝結(jié)成稠厚的膠狀物質(zhì)，故而得名。

二、蓄電池的結(jié)構(gòu)

蓄電池由3個或6個單格電池串聯(lián)而成，每個單格電池的電壓約為2V，串聯(lián)成6V或12V，以供汽車選用。普通鉛酸蓄電池主要由極板、隔板、電解液槽、外殼、聯(lián)條、極樁（也叫蓄電池樁頭或極柱）等組成。其構(gòu)成如圖2.4所示。

1．極板

極板是蓄電池的核心部分。蓄電池充放電過程中，電能與化學能的相互轉(zhuǎn)換是依靠極板上的活性物質(zhì)與電解液中的硫酸進行化學反應來實現(xiàn)的。極板的結(jié)構(gòu)如圖2.5所示。

蓄電池極板分正、負極板，由柵架和活性物質(zhì)組成。活性物質(zhì)填充在鉛銻合金鑄成的柵架上，正極板上的活性物質(zhì)是褐色的二氧化鉛（PbO2），負極板上的活性物質(zhì)是青灰色海綿狀鉛（Pb）。

一片正極板和一片負極板浸入電解液中，可得到2V左右的電動勢。為增大蓄電池容量，常將多片正、負極板分別并聯(lián)組成正、負極板組，如圖2.6所示。

在柵架的鉛銻合金中，加入銻是為了提高柵架的機械強度和澆鑄性能。但是銻會加速氫的析出而加速電解液的消耗，還會引起蓄電池自放電和柵架腐蝕，縮短蓄電池使用壽命。目前國內(nèi)外已使用鉛銻砷合金柵架，提高了柵架的硬度和機械強度，延長了電池的壽命。

因為正極板附近的化學反應劇烈，所以蓄電池使用壽命主要取決于正極板。因此，正極板一般設計得要比負極板厚。一般正極板厚度為2.2～2.4mm，負極板厚度為1.6～1.8mm。近幾年出現(xiàn)了薄型極板，厚度為1.1～1.5mm。薄型極板對提高蓄電池的比容量和改善起動性能都是很有利的。

【注意】因為正極板的強度較低，所以在單格電池中，負極板總比正極板多一片，從而使每一片正極板都處于兩片負極板之間，保持了其放電的均勻性，防止其變形。

2．隔板

為避免正、負極板彼此接觸而導致短路，可以在正、負極板間用絕緣的隔板隔開。隔板具有多孔性，以利于電解液自由滲透，減小蓄電池內(nèi)阻。此外隔板還應具有耐酸、耐熱，不氧化、不變形，不含雜質(zhì)，親水性好，有一定的機械強度等特性。隔板的面積一般比極板稍大一些。

常用的隔板材質(zhì)有木質(zhì)、微孔橡膠、微孔塑料、玻璃纖維等。微孔塑料隔板孔徑小、孔率高，薄而柔軟，成本低，因此目前被廣泛使用。

近年來，通常將免維護蓄電池的隔板制成袋式隔板，裝入正極板，這樣可以起到良好的分隔作用，同時還能增大極板的面積，進而增大蓄電池容量。

3．電解液槽

電解液的作用是與極板上的活性物質(zhì)發(fā)生電化學反應，進行電能和化學能的相互轉(zhuǎn)換。電解液由高濃度的1.84g/cm3的化學純硫酸和蒸餾水配制而成，其標準密度為1.28±0.01g/cm3（25℃時），使用時可以根據(jù)當?shù)氐淖畹蜌鉁剡M行適當選擇，如表2.1所示。

電解液的純度是影響蓄電池性能和使用壽命的重要因素。一般工業(yè)用硫酸和普通水中，因含有鐵、銅等有害雜質(zhì)，絕對不能加到蓄電池中去；否則蓄電池容易自行放電，且容易損壞極板。因此，蓄電池電解液要用規(guī)定的專用硫酸和蒸餾水配制。

使用中應注意，電解液的腐蝕性極強，濺到皮膚上或眼睛里會受傷。如若濺到，應立即用大量清水沖洗，然后請醫(yī)生處理。

配制電解液時，最好配戴眼鏡、戴長膠手套，盡量控制住濃硫酸的飛濺；濃硫酸若飛濺到皮膚上會灼傷皮膚。

配制電解液：配制場地應通風良好，在開口比較大（利于散熱）的容器里放入適量蒸餾水，蒸餾水里放入密度計，用膠管從濃硫酸容器中吸出濃硫酸注入蒸餾水表面，并輕輕地攪動蒸餾水，隨時觀察密度計的讀數(shù)，直到密度計讀數(shù)約為1.25g/cm3時，停止注入濃硫酸；之后，等電解液降溫至室溫時，檢測其濃度是否適合，再適當調(diào)整電解液密度。

4．外殼

蓄電池外殼用于盛放電解液和極板組，必須耐酸、耐寒、抗振，并有足夠的機械強度，一般用橡膠或塑料制成。12V電池由6個互不相通的單格組成一個整體。為防止極板的活性物質(zhì)脫落后造成短路，在每個單格的底部都有凸起的肋條以擱置極板組；肋條之間的空隙可以積存極板脫落下來的活性物質(zhì)。

每個單格電池都有一個加液孔，可以加注電解液或檢測電解液密度。孔蓋上設有通氣孔，便于排出蓄電池內(nèi)部的H2和O2，防止外殼脹裂，發(fā)生事故。

5．聯(lián)條

聯(lián)條的作用是將單體電池串聯(lián)起來，以提高整個蓄電池的端電壓。單體電池的串聯(lián)方式有傳統(tǒng)外露式、內(nèi)部穿壁式和跨接式三種，如圖2.7所示。

6．極樁

極樁有錐臺形和L形等形式，如圖2.8所示。為便于識別，通常在正極樁的上方或旁邊標有“+”（或P），負極樁的上方或旁邊標有“-”（或N）的標記；或者在正極上涂紅色油漆。

三、蓄電池的工作原理

蓄電池的工作原理就是化學能與電能的相互轉(zhuǎn)化：當蓄電池將化學能轉(zhuǎn)化為電能時，蓄電池向外供電，稱為放電過程；而當蓄電池與外部直流電源相連，將電能轉(zhuǎn)化為化學能時，稱為充電過程。蓄電池的基本工作原理如圖2.9所示。

1．放電過程

當蓄電池充滿電時，正極板活性物質(zhì)為二氧化鉛（PbO2），負極板的活性物質(zhì)為海綿狀純鉛（Pb）；放電時，蓄電池與外電路接通后，電流在極板電勢差的作用下，從正極流出，經(jīng)過燈泡流回負極，使燈泡發(fā)光。

在放電過程中，正極板的鉛離子得到來自負極的兩個電子后，變成二價鉛離子，與電解液中的硫酸根離子反應生成硫酸鉛（PbSO4，附著在正極板上）；負極板上每個鉛原子放出兩個電子后，生成的鉛離子與電解液中的硫酸根離子反應，生成硫酸鉛（PbSO4，附著在負極板上），消耗電解液中的硫酸而產(chǎn)生水，電解液密度降低。

2．充電過程

充電時，在放電后的蓄電池上接一個充電器。當充電器電壓高于蓄電池電動勢時，電流將從蓄電池正極流入，負極流出。這時正、負極板發(fā)生的反應與放電過程相反。

在充電過程中，正極板活性物質(zhì)由硫酸鉛（PbSO4）轉(zhuǎn)變?yōu)槎趸U（PbO2），負極板上的活性物質(zhì)由硫酸鉛（PbSO4）轉(zhuǎn)變?yōu)榧冦U（Pb）；電解液中消耗了水，生成硫酸（H2SO4），電解液密度逐漸上升。只要充電過程在進行，上述化學反應就不斷進行。當極板上的物質(zhì)全部轉(zhuǎn)變完成后，蓄電池就充足了電。

總結(jié)：蓄電池充放電過程中的化學反應是可逆的，可用下式表示：

四、蓄電池的使用

1．蓄電池的識別

按照標準JB/T 2599—2012的規(guī)定，蓄電池的產(chǎn)品型號由三部分組成，其排列如圖2.10所示。

圖2.10中“Ⅰ”表示串聯(lián)的單格電池數(shù)，用阿拉伯數(shù)字表示，蓄電池的標準電壓是該數(shù)字的2倍。

圖2.10中“Ⅱ”表示蓄電池的類型和特征，用漢語拼音大寫首字母表示。第一個大寫字母表示蓄電池的類型，如“Q”表示起動用鉛酸蓄電池，“M”表示摩托車用；第二個字母表示蓄電池的特征，干封普通極板蓄電池可省略不寫，如“A”表示干荷電，“H”表示濕荷電，“W”表示免維護，“S”表示少維護，“J”表示膠體電解液。

圖2.10中“Ⅲ”表示蓄電池的額定容量和特殊性能。我國目前規(guī)定采用20h放電率的額定容量，用數(shù)字表示，單位為A·h（安培·小時）；特殊性能用大寫字母表示，如“G”表示高起動率，“S”表示塑料槽，“D”表示低溫起動性好。

例：圖2.11所示的蓄電池的型號為6-QA-100AH，表示該蓄電池由6個單格組成，額定電壓為12V，額定容量為100A·h，是采用塑料整體式外殼的起動干荷電蓄電池。

2．蓄電池的正確使用

1）使用起動機時，每次起動時間不應超過5s，兩次間隔時間應大于15s；如出現(xiàn)連續(xù)三次起動不成功時，應查明原因，排除故障后再起動發(fā)動機。

2）定期檢查蓄電池電解液高度，如電解液不足，要及時進行補充，如圖2.12所示。

3）冬季補加蒸餾水時，只能在充電前進行，以便蒸餾水與電解液混合而不至于結(jié)冰。

4）要保持蓄電池外部清潔，以防間接短路和電極接線柱腐蝕。

5）要經(jīng)常檢查蓄電池在車上安裝是否牢靠，電極接線柱與接線頭的連接是否堅固。

6）要經(jīng)常疏通加液孔蓋上的通氣孔；檢查加液孔蓋是否擰緊，以免汽車振動而使電解液溢出。

7）定期對蓄電池進行補充充電，以保證蓄電池始終保持充足電的狀態(tài)。

8）要經(jīng)常檢查蓄電池的放電情況；放完電的蓄電池應在24h內(nèi)及時充電。

9）在車上拆蓄電池時，應先拆負極電纜，再拆正極電纜；安裝時則按相反順序進行，以免拆裝過程中造成蓄電池短路。

五、蓄電池的充電

1．充電種類

蓄電池的充電種類有初充電、補充充電和去硫化充電等。

（1）初充電

新蓄電池或更換極板修復后的蓄電池在使用之前的首次充電為初充電。初充電過程較復雜，時間也較長，比較難控制，所以一般是由蓄電池生產(chǎn)廠家來完成。

（2）補充充電

蓄電池在使用過程中，如果發(fā)現(xiàn)下列情況之一時，都必須進行補充充電。

1）起動機運轉(zhuǎn)無力，燈光比平時暗淡，電喇叭聲音小。

2）冬季放電超過25%，夏季放電超過50%。

3）蓄電池電解液密度下降到1.15g/cm3以下。

4）儲存不用已近一個月的普通蓄電池。

補充充電電流約為蓄電池額定容量的1/10，需充至冒氣泡；單格電壓為2.3～2.4V，電解液密度應達到規(guī)定值（如免維護蓄電池的殼體有微熱）為止。

（3）去硫化充電

1）當蓄電池發(fā)生極板輕度硫化時，可用去硫化充電法加以消除。

首先倒出原有的電解液，并用蒸餾水清洗兩遍，再加入足夠的蒸餾水。

然后接通充電電路，用1/10額定容量的電流進行充電，當密度上升到1.15g/cm3時倒出電解液，加入蒸餾水再進行充電。如此反復多次，直到電解液密度不再增加為止。

最后，倒出全部電解液，重新加入標準液進行充電，并調(diào)節(jié)電解液的密度到標準值。

2）當蓄電池發(fā)生極板嚴重硫化時，可用以下方法加以消除：

首先，倒出原有的電解液，并用開水清洗兩三遍，然后加入足夠的電解液。

其次，接通充電電路，用1/10額定容量的電流進行充電；充電需至冒氣泡，單格電壓應為2.3～2.4V，電解液密度達到標準值時停止。

【特別提示】正在充電時，最好不要在充電室內(nèi)起用明火；否則可能會導致蓄電池爆炸。

2．充電方法

蓄電池的充電方法有定流充電、定壓充電和脈沖充電三種。

（1）定流充電

蓄電池在充電過程中，充電電流保持恒定不變的充電方法稱為定流充電。由于充電過程中蓄電池的電動勢逐漸升高，因此充電過程中要不斷調(diào)整充電電壓。當單格電壓升到2.4V（電解液開始冒泡）時，再將充電電流減小一半后保持恒定，直到蓄電池完全充足。

定流充電時，被充電的蓄電池采用串聯(lián)接法進行充電，如圖2.13所示。

（2）定壓充電

在充電過程中，加在蓄電池兩端的電壓保持恒定不變的充電方法，稱為定壓充電。

定壓充電的特點是：充電開始，電流很大；隨著蓄電池的電動勢不斷提高，充電電流逐漸減小；充電終了，充電電流將自動減小到0。

定壓充電具有充電時間短、充電過程中無須調(diào)整充電電壓的優(yōu)點，因此適用于蓄電池的補充充電。定壓充電時，被充電的蓄電池采用并聯(lián)接法進行充電，如圖2.14所示。

（3）脈沖充電

脈沖快速充電法也稱為分段充電法。充電初期采用大電流，可以使電池在較短的時間內(nèi)達到額定容量的60%左右；當單格電壓上升到2.4V，電解液開始分解出氣泡時，在充電設備控制下，進行脈沖充電。

脈沖快速充電法的優(yōu)點是：充電速度快，可縮短充電時間；增加蓄電池容量，極板去硫化明顯。缺點是：出氣率高，即充電過程中產(chǎn)生大量的氣泡；對極板活性物質(zhì)的沖刷力強，易使活性物質(zhì)脫落；對蓄電池的使用壽命有一定的影響。

六、蓄電池使用的有關事項

1．蓄電池充電完畢的標志

1）電解液中劇烈冒氣泡，呈“沸騰”現(xiàn)象或電解液呈“渾濁”現(xiàn)象。

2）端電壓上升到最大值2.7V，且在2～3h內(nèi)不再上升。

3）電解液密度上升到最大值，密度為（1.28±0.01）g/cm3（25℃時），且在2～3h內(nèi)不再上升。

4）蓄電池殼體有輕微的、均勻的發(fā)熱現(xiàn)象。

2．影響蓄電池容量的因素

蓄電池的容量標志著蓄電池對外供電的能力，是指一完全充足電的蓄電池，在允許的放電范圍內(nèi)所輸出的電量。蓄電池的容量分為額定容量和起動容量。影響蓄電池容量的因素包括兩個方面。

（1）構(gòu)造因素對容量的影響

1）極板厚度越薄，活性物質(zhì)的利用率就會越高，容量就越大。

2）極板面積越大，同時參與反應的物質(zhì)就越多，容量就越大。

3）同性極板中心距越小，蓄電池內(nèi)阻越小，容量就越大。

（2）使用因素對容量的影響

1）放電電流：放電電流越大，蓄電池容量就越低，因此起動汽車時應嚴格按要求操作。

2）電解液溫度：電解液溫度降低，蓄電池的輸出容量就減少，因此冬天易導致起動失敗。

3）電解液密度：電解液密度適當增大會增加蓄電池容量，但密度過大會導致蓄電池早期損壞。

七、蓄電池的檢查

1．普通鉛酸蓄電池性能的檢查

（1）電解液液面高度的檢測

檢測電解液液面高度的方法有兩種，即液面高度指示線法和玻璃管測量法。

1）液面高度指示線法：對于使用透明工程塑料殼體的蓄電池，可以通過觀察液面高度指示線來檢查電解液的液面高度，如圖2.15所示。

2）玻璃管測量法：將一空心玻璃管插在蓄電池電解液內(nèi)極板的上平面處；用手指按緊玻璃管上端使管口密封；提起玻璃管，此時玻璃管內(nèi)所吸取的電解液的高度即為液面高度，標準值應為10～15mm，如圖2.16所示。

（2）蓄電池端電壓的檢測

用蓄電池高功率放電計測量蓄電池端電壓的方法如下：關閉點火開關，將高功率放電計的紅色夾（針）與蓄電池的正極相連，將黑色夾（針）與蓄電池的負極相連，如圖2.17所示；按壓高功率放電計開關并保持5～10s后放開，待測試儀上的指針靜止不動后讀出讀數(shù)，如圖2.18所示。此讀數(shù)即為蓄電池的端電壓。

蓄電池的檢測如下：

1）如電壓≥11.5V，則表明蓄電池良好。

2）如電壓在9.6～11.5V，則表明蓄電池較好。

3）如電壓<9.6V，則說明蓄電池需要充電或存在故障。

4）如電壓迅速下降，值較低，則說明蓄電池損壞。

（3）電解液密度的檢測

測量前緊捏密度計的橡皮球，排除空氣，將橡皮管插入電解液，慢慢放松橡皮球，吸取蓄電池中的電解液，直到浮子浮起，如圖2.19所示。

可根據(jù)浮子高度與浮子刻度線之間的關系，讀出高度的數(shù)值，如圖2.20所示。也可通過浮子的彩色標記來粗略估計密度值，判斷蓄電池的放電程度。

1）電解液處于黃色區(qū)域，說明電解液的密度值在1.25～1.30g/cm3，電量充足。

2）電解液處于綠色區(qū)域，說明電解液的密度值在1.15～1.25g/cm3，電量比較充足。

3）電解液處于紅色區(qū)域，說明電解液的密度值在1.10～1.15g/cm3，電量不足，需充電。

2．免維護蓄電池的檢查

對于全密封型免維護蓄電池，由于無加液孔，所以不能采用傳統(tǒng)的密度計來測量電解液密度以判斷其技術(shù)狀況；但可以通過頂端的檢查孔觀察其顏色來判斷蓄電池的技術(shù)狀況，如圖2.21所示。

【特別提示】目前市場上所有的蓄電池廠家在一個蓄電池上都只安裝一個觀察孔，但它并不能全面反應蓄電池的技術(shù)狀況；因為一個蓄電池有6格，觀察孔只能觀察到一個單格電池的技術(shù)情況，而另外5個單格電池的技術(shù)情況并不能反映出來。所以，在檢測免維護蓄電池技術(shù)狀態(tài)時，還要參考其他技術(shù)配合檢測才能保證完全正確。

3．蓄電池電極樁頭的檢測

為保證蓄電池在汽車上能給起動機提供足夠的起動電流，除蓄電池本身技術(shù)狀況良好外，蓄電池電極樁頭與電纜線的連接非常重要。電極樁頭與電纜的連接情況可以通過檢測二者間的電壓降來確定。如圖2.22所示，將萬用表的正極一端連接在蓄電池負極樁上，將萬用表負極一端連接在負極電纜夾上，起動起動機，使起動機帶動發(fā)動機運轉(zhuǎn)，這時萬用表的讀數(shù)應小于0.5V；否則說明極樁與線夾接觸不良，將產(chǎn)生起動困難。當極樁與線夾接觸不良時，若是兩者之間被氧化，應清除氧化物，并涂抹黃油保證以后不會氧化；若是線夾松動，則應重新固定牢靠。

正極樁與線夾間的接觸不良，檢測方法與負極相似，只是萬用表的表筆剛好相反。

八、蓄電池常見故障及排除方法

蓄電池常見的故障有自行放電、極板硫化、極板活性物質(zhì)脫落和極板短路、殼體破裂、極樁損壞、蓄電池反極性等。

1．自行放電

（1）故障現(xiàn)象

充足電或正常使用的蓄電池放置幾天時間后，在無負荷的情況下，出現(xiàn)電量低，甚至無電。

（2）故障原因

1）電解液不純，電解液中的雜質(zhì)沉附于極板上產(chǎn)生局部放電；電解液溢出堆積在蓋板上，使正、負極樁之間形成通路。

2）蓄電池內(nèi)部短路，隔板破裂或極板活性物質(zhì)脫落；下部沉淀物過多，使正、負極板短路。

3）蓄電池長期放置不用，導致硫酸下沉；下部密度比上部大，使極板上下部發(fā)生電位差。

4）與蓄電池相連電路有短路現(xiàn)象；電路漏電。

（3）排除方法

1）關閉所有用電設備，斷開蓄電池負極電纜，用試燈（10W燈泡做成的）兩端分別接在接地電纜與蓄電池負極之間，若試燈一直亮則是電路漏電，應檢查電路電器（參考本節(jié)“典型故障案例二”的檢修方法）；若試燈不是一直亮，則是蓄電池發(fā)生故障。

2）打開蓄電池的加液蓋，用高功率放電計給蓄電池放電，同時觀察電解液。若有電解液不斷地冒小氣泡，則是活性物質(zhì)脫落；若電解液里冒青煙，則是蓄電池內(nèi)部的聯(lián)條斷裂。

3）若是因為電解液不純、有異物，則可清除雜物，倒出電解液，用蒸餾水反復沖洗，最后加入標準液充電即可。

2．極板硫化

（1）故障現(xiàn)象

1）蓄電池容量降低；用高率放電計檢測，單格電壓迅速下降。

2）電解液密度下降到低于規(guī)定的正常數(shù)值。

3）蓄電池開始充電或充電完畢時電壓過高，單格可達2.7V以上。

4）蓄電池在充電過程中不會產(chǎn)生氣泡；電解液不會產(chǎn)生渾濁現(xiàn)象。

5）蓄電池在充電過程中溫度上升過快、過高，可達45℃以上。

6）在極板上生成堅硬、不易溶解的白色大顆粒物。

（2）故障原因

1）蓄電池放完電后長期沒有充電；硫酸鉛不斷在電解液中有溶解與結(jié)晶兩個相反的過程，并交替進行；經(jīng)過多次溶解再結(jié)晶，便在極板上形成粗大的不易溶解的硫酸鉛晶體。

2）蓄電池經(jīng)常過量放電或小電流深放電，由此導致在極板細小孔隙的內(nèi)層生成硫酸鉛。

3）電解液液面過低，極板上的活性物質(zhì)露在空氣中被氧化，汽車行駛時電解液波動并接觸氧化了的活性物質(zhì)，生成粗晶粒的硫酸鉛。

4）初充電不徹底或長期在半充電狀態(tài)下使用；極板上的放電產(chǎn)物硫酸鉛如果長期存在，也會通過再結(jié)晶形成粗大的顆粒。

5）電解液不純或其他原因?qū)е滦铍姵刈孕蟹烹姡鶗a(chǎn)生硫酸鉛，從而為硫酸鉛再結(jié)晶提供物質(zhì)基礎。

（3）排除方法

排除方法是采用去硫化充電法。

3．極板活性物質(zhì)脫落和極板短路

（1）故障現(xiàn)象

1）充電時有褐色物質(zhì)自底部上升，主要是正極板上的PbO2脫落。

2）充電時電解液溫度迅速升高，而端電壓和電解液密度上升緩慢。

3）用高功率放電計放電時端電壓迅速下降；短路的單格有小氣泡冒出。

（2）故障原因

1）充電電流過大或過度充電時間長。

2）低溫時大電流放電；極板拱曲從而使隔板破裂。

3）蓄電池在使用過程中受到劇烈振動。

4）活性物質(zhì)大量脫落沉積于蓄電池底部，使極板底部短路。

（3）排除方法

1）若是專業(yè)維修蓄電池的技術(shù)員，可以采取清洗短路的單格蓄電池，或換單格鉛板法來排除故障。

2）若是非專業(yè)維修蓄電池的其他人員則要更換整個蓄電池。

4．殼體破裂

（1）故障現(xiàn)象

蓄電池殼體破裂漏水，導致蓄電池不能正常使用。

（2）故障原因

1）蓄電池底部殼體被粗大的石子、螺釘或其他凸出物磨破。

2）因交通事故等沖擊行為擊破蓄電池殼體。

（3）排除方法

用70W以上的電烙鐵焊補破損處，然后補加足夠的標準液充滿電，即可使用。

5．極樁損壞

（1）故障現(xiàn)象

蓄電池極樁磨損、破裂以致無法正常連接電纜。

（2）故障原因

1）蓄電池樁頭由于反復緊固產(chǎn)生磨損或斷裂。

2）操作不當使蓄電池正、負極短路；大電流放電使樁頭熔化。

（3）排除方法

采用鉛焊法重新焊接蓄電池樁頭。具體步驟如下：

1）準備材料工具：銼刀1把，碳棒1顆，大線夾3個，粗電纜1段，工具刀1把，備用蓄電池樁頭若干。

2）自制焊具：粗電纜兩端各壓接一個大線夾。

3）焊接蓄電池樁頭：

①用銼刀、工具刀等先對損壞的樁頭進行外形加工，以達到能與備用樁頭對接為準，之后用銼刀去除樁頭上的氧化物。

②打開蓄電池加液蓋，用自制焊具的一端夾住沒有損壞的蓄電池樁頭，另一端夾住碳棒。

③將備用樁頭與需焊樁頭對接，并用夾子夾緊。

④用焊具上的碳棒在需焊處劃動以熔化鉛塊，直到焊接牢固為止。焊接方法如圖2.23所示。

6．蓄電池反極性

（1）故障現(xiàn)象

1）蓄電池組電壓下降，輸出容量下降。

2）極板、極樁顏色異常，嚴重時會造成活性物質(zhì)脫落和極板拱曲。

3）用萬用表測量蓄電池電壓時，得到的電壓為負數(shù)。

（2）故障原因

1）多個蓄電池串聯(lián)使用時，如果個別蓄電池或蓄電池單格的容量比其他的蓄電池單格都低，成為一個反極充電電池，則其實質(zhì)就是放電過量。

2）充電時，蓄電池與充電機接線為反向（充電機“+”極接到電瓶“-”極），會造成充電電流反向。

（3）排除方法

當發(fā)現(xiàn)蓄電池有反極性現(xiàn)象時，應立即對反極蓄電池進行單獨充電，并對反極蓄電池進行多次充放電循環(huán)鍛煉，直至其與其他蓄電池一致。

若反極性嚴重時，則只能更換蓄電池。

典型故障案例

掌握了蓄電池的基礎知識及常見故障的排除方法后，現(xiàn)在來解決前面遇到的蓄電池異常損壞的故障問題。

案例一：蓄電池異常損壞的故障排除。

故障現(xiàn)象：

一輛解放牌柴油車（5t）的蓄電池不能正常起動，測試表明蓄電池已經(jīng)損壞。當換用兩只駱駝牌QAW-100型新蓄電池后起動機能正常起動工作；但兩個月后發(fā)動機又不能起動了；再次更換蓄電池后一個半月，發(fā)動機又出現(xiàn)不能起動的現(xiàn)象。

故障排除：

用萬用表測量蓄電池電壓為10.7V；用高功率放電計測試儀測試時，電壓急劇降低到2V，同時觀察到蓄電池極板拱曲，有大量活性物質(zhì)脫落，并不斷有小氣泡冒出。從測試和觀察看，都說明蓄電池已損壞。考慮蓄電池極板彎曲和活性物質(zhì)脫落與蓄電池的充電電流及使用溫度有關，所以又測量了汽車的充電電壓和蓄電池溫度。結(jié)果發(fā)現(xiàn)充電電壓為14.8V。但同時也發(fā)現(xiàn)：在排氣管朝向蓄電池方向一側(cè)有一個80mm的裂紋；當發(fā)動機運轉(zhuǎn)時，高溫廢氣會不斷地吹向蓄電池殼體，導致蓄電池溫度很高。在焊接好裂紋、更換了蓄電池之后，故障被排除。

故障分析：

高溫廢氣不斷地給蓄電池加熱，導致蓄電池溫度超過45°而引起極板彎曲，這是引起該故障的主要原因。

案例二：一輛JAC小型貨車正常熄火，車主打電話10min后再次起動汽車時，汽車沒有任何反應。

故障現(xiàn)象：

一輛JAC小型貨車由于找不到目的地，于是停車熄火，打電話尋問道路，10min后起動汽車時，汽車沒有任何反應，開大燈也不亮，按喇叭也不響。經(jīng)與車主交流得知，該車在2年內(nèi)換了3個蓄電池，現(xiàn)在車上的蓄電池才換了3個月。

故障排除：

用萬用表測量蓄電池電壓，為0.15V；根據(jù)維修經(jīng)驗，這應是漏電故障；為確定是哪里漏電，進行了以下步驟：

1）給原車蓄電池并聯(lián)一個充足電的蓄電池，關閉點火開關及一切用電設備，拆開蓄電池負極電纜，在蓄電池負極與負極電纜之間串聯(lián)一個10W的試燈，結(jié)果試燈一直發(fā)亮，且亮度較大。這說明汽車線路存在漏電現(xiàn)象。

2）經(jīng)過仔細觀察發(fā)現(xiàn)，該貨車在起動機30#接線柱處有兩條易熔線，這兩條易熔線是供全車用電的；于是，斷開這兩條易熔線，結(jié)果試燈仍然亮。這說明是起動系統(tǒng)主電路有漏電之處。

3）到底是起動機漏電，還是起動機主電路漏電呢？還不能確定，必須進行更深入的檢查。于是拆下起動機上的30#線，結(jié)果試燈不亮了；再搭上試燈又亮了；取開又熄滅。由此可以確定是起動機漏電。

4）最后拆檢起動機發(fā)現(xiàn)，是起動機電磁開關內(nèi)部導電盤與30#接線柱、C接線柱因燒蝕而黏到一起了；當更換電磁開關后故障排除。

故障分析：

電磁開關內(nèi)部導電盤與30#接線柱、C接線柱因燒蝕而黏到一起，這就使30#與C接線柱導通，即使關閉了點火鑰匙起動機也會一直在大電流放電，所以出現(xiàn)10min就放完蓄電池的電的現(xiàn)象。

案例三：微型電動汽車加電油門時不能開動。

故障現(xiàn)象：

一輛微型電動汽車，打開鑰匙時，電量指示燈指示滿電；但加電油門時汽車不會動，同時電量指示燈完全熄滅。

故障排除：

1）用千斤頂頂起驅(qū)動輪，加大油門，車輪會轉(zhuǎn)動，但電量表讀數(shù)也會下降；油門加得越大，電量表下降越多，直至完全熄滅。

2）一邊加油門，一邊用萬用表逐個測量蓄電池的電壓，當測到第二個蓄電池時，電壓表指示為6V，油門加更大時，電壓為0V；而其他蓄電池電壓為12V以上，可見這個蓄電池有故障。

3）打開蓄電池所有加液口，用高功率放電計測試，按壓放電按鈕時，電壓為0V，同時蓄電池第三格電解液冒出青煙，且有“吱吱”的微弱響聲。經(jīng)仔細觀察發(fā)現(xiàn)，該格蓄電池的聯(lián)板已斷裂。經(jīng)過重新焊接（采用鉛焊技術(shù)）斷裂處后，蓄電池恢復了使用功能。

知識拓展

電動汽車用蓄電池

汽車上所用的蓄電池由于比能量小、需經(jīng)常充電，因此不宜作為電動汽車的動力電源。電動汽車上使用的蓄電池應符合以下要求：使用壽命長，比能量高；使用持續(xù)里程長，質(zhì)量小；充、放電性能好。目前電動汽車用蓄電池的種類很多，如鎘鎳電池、氫鎳電池、鈉硫電池、鋰電池、鋅—空氣電池等，如圖2.24所示。

1．鎘鎳電池

鎘鎳電池的比能量可達53W·h/kg，其比功率超過190W/kg，可以對其快速充電；另外，其過充放電性能好，深度放電性能好，循環(huán)使用壽命長。

2．氫鎳電池

氫鎳電池是由以儲氫合金作為活性物質(zhì)的負極、以氫氧化鎳作為活性物質(zhì)的正極以及隔膜組成。其比能量可望超過80W·h/kg，循環(huán)使用壽命可望超過2000次。

3．鈉硫電池

鈉硫電池是一種新型的高能電池，其理論比能量可高達760W·h/kg，目前實際上才達到300W·h/kg，而且其充電持續(xù)里程長、循環(huán)壽命長。

4．鋰電池

鋰電池（這里主要是指二次鋰電池）具有比能量高等一系列優(yōu)點。鋰電池有鋰離子電池、高溫鋰熔鹽電池、鋰聚合物電池（常溫）及鋰聚合物固體電解質(zhì)電池（常溫）四種。這里主要介紹下面兩種。

（1）高溫鋰熔鹽電池

這種電池的負極是鋰合金，正極是硫化鐵。硫化鐵有兩種，即FeS和FeS2。這種電池目前一般為比能量100W·h/kg，比功率100～120W/kg，100%放電時的循環(huán)壽命約為350次。

（2）鋰聚合物電池（常溫）

這種電池用鋰合金作陽極，用高分子導電材料作陰極，用有機溶劑作電解質(zhì)。導電材料的種類很多，有聚乙烯、聚苯胺、聚對苯酚等。其中，聚苯胺電池的比能量有望達到350W·h/kg，但比功率目前只有50～60W/kg，壽命也只有300次左右。另外，此種電池的過充電、快充電、價格等問題還有待解決。

5．鋅—空氣電池

鋅—空氣電池的比能量可達400W·h/kg。在充電狀態(tài)，正極是空氣電極，活性物質(zhì)是空氣中的氧；負極是純鋅電極，電解液為KOH水溶液。充電時，鋅—空氣電池的工作電壓為1.1～1.4V，放電終止電壓為0.9V。