蓄電池是汽車的第二大消耗品,其使用壽命的長短,性能的好壞直接影響汽車的經(jīng)濟性、可靠性、啟動性和發(fā)動機的正常運轉。
1、蓄電池的種類、功用及結構
1.1、蓄電池的種類
目前汽車上使用的是鉛酸蓄電池,俗稱電瓶,一般有普通蓄電池、干荷電蓄電池、免維護蓄電池三種。
普通蓄電池:在使用中自放電嚴重、電解液消耗量大、極柱腐蝕嚴重、在使用前必須經(jīng)過長時間的充電等原因,現(xiàn)在已經(jīng)淘汰。
干荷電蓄電池:也稱干式荷電蓄電池,它和普通蓄電池的區(qū)別在于極板經(jīng)過特殊處理,在干燥狀態(tài)下(即蓄電池不加電解液時)可以保存較長時間(一般為2年),也就是蓄電池在出廠后兩年內如需使用,只要加入符合規(guī)定密度的電解液,放置30min后,即可正常使用。目前在很多車上使用。
免維護蓄電池:在合理的使用期限內(一般為4年)不需要加注電解液或蒸餾水、自放電少、儲存時間長、使用壽命長、內阻小、啟動性能好等特點,越來越多在車上使用。其缺點是制造工藝復雜,價格稍高。
1.2、蓄電池的功用
汽車蓄電池的主要作用是:
1、啟動發(fā)動機時,為啟動機提供強大電流,同時向點火系等用電設備供電,使發(fā)動機能順利啟動。
2、發(fā)動機正常工作時,儲存發(fā)電機多余的電能。
3、當發(fā)動機轉速較低或全車用電量過大時,蓄電池協(xié)助發(fā)電機向全車用電設備供電。
4、發(fā)動機在正常工作時,點火系會產(chǎn)生1.5~2萬伏的高壓,同時,有些磁感應式傳感器也會產(chǎn)生上千伏的高壓,蓄電池的作用還有濾除這些高壓,以免電子設備被高壓擊穿,保護ECU等電子設備正常工作。
1.3、蓄電池的結構
1.3.1、結構
不管哪種蓄電池,其結構主要由:外殼、正極板(組)、負極板(組)、隔板、接線端子、電解液(由純硫酸和蒸餾水按一定比例配制而成)及上蓋等組成
鉛酸蓄電池的核心部分是極板和電解液,蓄電池通過極板上的活性物質與電解液(稀硫酸)產(chǎn)生電化學反應建立電動勢、進行放電和充電過程。
1.3.2、極板
極板分為正極板和負極板,在正負極板之間有隔板。
將一片正極板和一片負極板浸入電解液中,便可得到2V左右的電壓。為了增加蓄電池的容量,將多片正、負極板分別并聯(lián)組成極板組。安裝時正、負極板相互嵌合,中間插入隔板后裝入蓄電池殼內,就形成了單格蓄電池。再將單格蓄電池串聯(lián)或并聯(lián)在一起就組成了不同電壓和不同容量的蓄電池。
正極板上的活性物質是二氧化鉛
二氧化鉛在空氣中化學活性比較穩(wěn)定,極板可以保存較長時間(一般約為2年)。也就是說蓄電池在不加電解液的情況下可以保存2年,在兩年內加注電解液半小時后即可使用。如果一旦保存期超過2年,在使用前加好電解液后要進行約10~13小時的充電,蓄電池就可以恢復到正常的使用狀態(tài)。
負極板上的活性物質是純鉛
由于純鉛化學活性高,當接觸空氣或水后容易發(fā)生氧化,生成氧化鉛,從而降低其活性。因此制造過程中在鉛粉中加入了松香、油酸和硬脂酸等抗氧化劑。
1.3.3、電解液
電解液在蓄電池的化學反應中起到離子間導電的作用,并參與蓄電池的化學反應。
電解液是由純硫酸與蒸餾水按一定比例配制而成,其密度一般為1.24~1.30g/。
電解液的密度對蓄電池的工作有重要影響。密度大,可減少結冰的危險并提高蓄電池的容量,但密度過大則黏度增加,流動性變差,使極板的滲透性變差,反而降低蓄電池的容量,縮短蓄電池的使用壽命。因此在不同地區(qū),電解液的密度會稍有不同。不過在正常的使用中電解液不用調整。
1.3.4、隔板
為減小蓄電池的內阻和體積,防止正、負極板接觸而短路,通常在正、負極板之間插入隔板。
隔板一般是用微孔橡膠、微孔塑料、玻璃纖維等制成,以便電解液的滲透,同時具有良好的耐酸性和抗氧化性。
1.3.5、外殼
外殼用來盛裝電解液和極板組,多采用整體式結構,一般不可拆修,上面只有一對極樁和與單格數(shù)相等的加液孔。免維護蓄電池沒有加液孔。
2、蓄電池的充電
蓄電池的充電方法一般有兩種:恒壓充電和恒流充電:
2.1、恒壓充電
恒壓充電也叫定壓充電:在充電過程中,充電電壓恒定不變,電流隨極板上電壓的升高而逐漸減小,直至到0(不充電)為止。在汽車上發(fā)電機對蓄電池的充電就是這種方法。
恒壓充電的優(yōu)點是:充電速度快,充電時間短,充電電流會隨著蓄電池電壓的升高而逐漸減小到零,使充電自動停止,不必人工調整和照看。
恒壓充電的缺點是:充電電流大小不能調整,所以不能保證蓄電池徹底充足電。
這是因為極板表面的活性物質和電解液進行化學反應后,蓄電池電壓就會上升到額定電壓,致使充電電流降低到零,而極板內部的活性物質并沒有完全參加充電的化學反應,如果極板內層的活性物質長期不能與電解液進行化學反應,就會生成一種白色粗晶粒硫酸鉛,簡稱“硫化”現(xiàn)象,主要發(fā)生在正極板上,直接表現(xiàn)就是蓄電池的容量大大降低(即存電量減少)。“硫化”現(xiàn)象如果不嚴重時,可以通過“過充電”的方法來消除。如果嚴重將是導致蓄電池壽命終止的主要原因。所謂的過充電的方法就是下面要講到的“恒流充電”。
2.2、恒流充電
“恒流充電”也叫“定電流充電”,在充電過程中,充電電流恒定不變,而充電電壓可以調整。通常用充電機對蓄電池進行充電都采用這種方法。
恒流充電的優(yōu)點是:充電電流可以任意選擇,能使蓄電池完全充足電,有益于延長蓄電池的壽命,可用于初充電、補充充電和去“硫化”充電。
初充電是指:普通蓄電池在使用之前先加足電解液,放置4~6小時后進行的充電,通常充電時間較長,需30~40h左右。因普通蓄電池基本淘汰,所以這種方法不再使用。
補充充電是指:對使用中的蓄電池在無故障的前提下,為保持或恢復其額定容量而進行正常的保養(yǎng)性充電。對存放期超過2年的干荷電蓄電池進行使用前的充電也屬于補充充電。補充充電的時間一般是10~13小時。
汽車上正常使用的蓄電池一般應每隔1~2個月進行一次補充充電,對于長期停駛的車輛每個月應進行一次補充充電,經(jīng)常短距離行駛的車輛如果發(fā)現(xiàn)前照燈燈光暗淡、起動機運轉無力、喇叭聲音嘶啞時應隨時進行補充充電。
去“硫化”充電是指:為消除蓄電池極板輕度“硫化”而進行的一種排除故障性的充電。其方法如下:
先用補充充電的方法將蓄電池充足電,然后用20h放電率放完電,也就是放電至蓄電池端電壓下降到10.2V左右時,再用補充充電的方法充足電,如此反復循環(huán)數(shù)次,如循環(huán)數(shù)次后,啟動機仍然運轉無力,前照燈暗淡,就只有更換蓄電池了。
恒流充電電流的選擇:恒流充電時,充電電流應根據(jù)蓄電池的容量進行選擇,通常是蓄電池容量的1/10。如蓄電池的容量是60Ah,充電電流就選擇6A。當蓄電池充足電后,再進行適當?shù)?ldquo;過充電”,應選擇蓄電池容量的1/20,選擇3A再充電1~2h對蓄電池更好。
恒流充電的缺點是:充電時間長,一次充電時間:初充電30~40h(指普通蓄電池使用時第一次充電),補充充電10~13h(指保存期超過2年的蓄電池或對正在使用的蓄電池進行維護充電),并且需要隨時調整充電電流,一般2小時需要調整一次。
恒流充電雖然比較麻煩,但對于極板“硫化”現(xiàn)象不嚴重的蓄電池,這種充電方法非常有效,也是消除蓄電池極板“硫化”的唯一辦法。
目前市面銷售的很多充電機,隨著電子技術的發(fā)展,充電機的功能越來越強,很多充電機都有“維護功能”、過充電(去硫化)功能、自動調整充電電流等功能,而不需要經(jīng)常調整充電電流。
3、蓄電池的使用、維護與更換
蓄電池的使用壽命正常情況應在四年左右(指免維護蓄電池和干荷電蓄電池),如果保養(yǎng)的好,可以延長到七年,甚至八年以上。有些朋友的愛車蓄電池使用不到四年就更換,更有甚者使用才兩、三年就不得不換,既造成浪費又使車輛使用成本增加,更讓車主擔心愛車會拋錨在半路。究其原因主要是對蓄電池的維護保養(yǎng)不夠,導致蓄電池的早期損壞所致。
3.1、蓄電池的正確使用
(1)安裝和搬運蓄電池時,應輕搬輕放,不可敲打或在地上拖拽。蓄電池在車上應固定牢靠,防止行車時振動和移位。
(2)大電流放電時間不宜過長,即每次啟動發(fā)動機時,使用起動機的時間不應超過5s,相鄰兩次啟動時間應間隔15s。如果連續(xù)三次啟動發(fā)動機失敗,應查找故障原因,排除故障后再次啟動,不能長時間使用起動機。
(3)充電電壓不能過高。即蓄電池不能長期的過充電,長期過充電會使蓄電池電解液消耗過快。還會使極板上的活性物質大量脫落,造成蓄電池早期損壞。這主要是指車上發(fā)電機的輸出電壓不能過高(正常值應是:13.6~14.5V之間),如果發(fā)電機輸出電壓超過規(guī)定值,大多是因為發(fā)電機電壓調節(jié)器的故障所致。對于消除極板“硫化”現(xiàn)象的過充電除外(因為是短時間“過充電”)。
(4)充電電壓不能過低,充電電壓過低就會造成蓄電池虧電,蓄電池長期虧電或不及時充電,極板就會產(chǎn)生“硫化”現(xiàn)象。降低蓄電池的存電量。
3.2蓄電池的維護
(1)經(jīng)常清除蓄電池表面的灰塵污物,如果發(fā)現(xiàn)電解液濺到蓄電池表面,應用抹布蘸水擦凈,或者直接用水沖干凈。表面灰塵或污物過多會產(chǎn)生靜電,這些靜電會造成蓄電池的自行放電。
(2)對于干荷電蓄電池應經(jīng)常檢查調整電解液的液面高度,液面高度應高出極板10~15mm。經(jīng)常疏通加液孔蓋上的通氣孔。
(3)停駛車輛的蓄電池,應該每一個月進行一次補充充電。車輛在停放時,車上有些用電設備還在正常工作,比如:防盜報警器、中央門鎖等。還有任何一個蓄電池都會產(chǎn)生自放電,蓄電池只有在充足電的情況下才能保存較長時間。
(4)正常使用的車輛應該每兩個月進行一次補充充電。特別是跑短途的車輛,走走停停,啟動機使用頻繁,放電量大,每使用一次起動機,發(fā)動機要運轉20分鐘才能將電充足,如果啟動發(fā)動機后,車輛行駛了10分鐘停下,這次就虧電10分鐘,長期積累,蓄電池就會處在虧電狀態(tài),只有每兩個月補充一次電,既可以補充蓄電池的電能又可以使極板上輕微的硫化現(xiàn)象消除。
(5)目前免維護蓄電池大量在車上使用,免維護蓄電池是指在整個使用過程中,不需要補充蒸餾水或電解液,但正常的清潔和補充充電是應該做的。還要經(jīng)常檢查蓄電池檢視孔的顏色,一般綠色為正常。無色為電解液不足,需更換蓄電池。黑色為需要充電。具體顏色的判斷要根據(jù)蓄電池上的說明進行操作。
3.3、蓄電池的更換
當蓄電池充不進電,或者補充充電后放置兩天就又不能帶動啟動機運轉致使車輛無法啟動時,就必須要更換蓄電池。更換蓄電池的方法如下:
(1)在拆卸蓄電池之前,應關閉車上所有用電設備的電源,同時關閉點火開關并拔下點火鑰匙(為保險起見)。對于電控汽車而言,無論汽車發(fā)動機是否在正常運轉,只要點火開關在接通位置,就絕對不可以拆下蓄電池連接線或者保鮮盒里的保險片,因為突然斷電將會使電路中的傳感器線圈產(chǎn)生自感電動勢而出現(xiàn)很高的瞬時電壓,有時高達近萬伏,從而損壞電控單元ECU、相關的傳感器或其他的電子元器件。
(2)對于電控發(fā)動機的車,在拆卸蓄電池前應先讀取系統(tǒng)的故障代碼,有些車還需讀取系統(tǒng)的相關數(shù)據(jù),因為拆下蓄電池就相當于中斷了電控單元ECU的電源,其儲存的故障信息和故障代碼就會消失,若再想獲取這些信息或代碼,就必須重復再現(xiàn)故障發(fā)生時的工作狀況和環(huán)境條件(如:特定條件下的發(fā)動機轉速即負荷、發(fā)動機的工作溫度、進氣溫度以及有關傳感器的某種情況等),否則會出現(xiàn)更換蓄電池后,發(fā)動機不能啟動的新故障
(3)拆卸蓄電池時,應先拆下蓄電池的打鐵線(即蓄電池負極接線),然后再拆卸蓄電池正極接線(俗稱:火線)。安裝蓄電池時,順序正好相反,先接正極接線,后接負極接線。
蓄電池的使用壽命正常情況應在四年左右,如果保養(yǎng)的好,可以延長到七年,甚至八年年以上。有些朋友的愛車蓄電池使用不到四年就更換,更有甚者使用才兩、三年就不得不換,既造成浪費又使車輛使用成本增加,更讓車主擔心愛車會拋錨在半路。究其原因主要是對蓄電池的維護保養(yǎng)不夠,導致蓄電池的早期損壞所致。
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