第二章 蓄电池、发电机的构造与维修
第一节 蓄电池的结构与维修
201．如何进行蓄电池日常检查？
1）检查蓄电池液面高度，应高出极板10～15mm或与液面标记平齐。如果电解液不足应及时添加。
2）用电解液密度计测量电解液密度，判断放电程度，正常的电解液密度为1.26～1.28g/cm3（20℃），温度每升高或降低1℃时，电解液密度会随之增加或减少0.0007g/cm3。一般来说，电解液密度与放电程度的关系是，密度每下降0.01g/cm3相当于蓄电池放电6%。
3）蓄电池在夏季放电超过50%，冬季放电超过25%时不宜再使用，应及时进行补充充电，否则会使蓄电池损坏。
4）用高率放电计检查每个单格电池的容量，测量指示电压在1.75V以上，并在5s内保持稳定者，属于良好；电压低于1.5V，但在5s内能保持稳定者，属于容量不足，需补充充电；若读数在5s内迅速下降或各单格电池电压差大于0.1V，则表示蓄电池内部有故障。
202．蓄电池的安装位置在哪里？
蓄电池（俗称“电瓶”）是汽车上的两个电源之一，在汽车上与发电机并联，共同向用电设备供电。一般汽车蓄电池安装在发动机舱内，安装位置如图2-1-1所示。宝马、奔驰部分汽车蓄电池安装在行李箱内。一些新能源汽车低压蓄电池安装在发动机舱或行李箱内，而动力蓄电池则安装在汽车的底部，如图2-1-2所示。
图2-1-1 蓄电池在车上的安装位置
图2-1-2 比亚迪E6动力电池
203．蓄电池有哪些功用？
蓄电池是一种能将化学能转换为电能，并能将电能转化为化学能的可逆低压直流电源装置。当蓄电池放电时，将其储存的化学能转换为电能；当蓄电池充电时，将电能转换为化学能储存起来，直到化学能储存满时充电结束。汽车上蓄电池的功用如下：
①在发动机起动时，向起动机和点火系统供电。
②在发电机不发电或电压较低的情况下向用电设备供电。
③当发电机超载时，协助发电机供电。
④蓄电池存电不足，而发电机负载又较少时，它可将发电机的电能转变为化学能储存起来（即充电）。
204．汽车用蓄电池的类型有哪些？
目前，汽车上所使用的蓄电池主要是为了满足起动发动机的需要，所以，通常称为起动型蓄电池。起动型蓄电池在短时间内可提供强大的起动电流（一般为200～600A，最大可达1000A）。
根据电解液的不同，起动型蓄电池的分类与特点见表2-1-1。
表2-1-1 蓄电池的分类与特点
205．蓄电池有何结构？
蓄电池由多个单格电池组成，每个单格电池由正负极板、隔板、电解液和壳体等组成，其构造图如图2-1-3所示。蓄电池壳体一般分为 3格、6格或12格等，每格均填充电解液，正、负极板浸入电解液中成为单格电池。每个单格电池的标准电压为2V，因此，3个单格电池串联在一起成为6V蓄电池，6个单格电池串联在一起成为12V蓄电池。
图2-1-3 蓄电池构造
206．正、负极板的结构特点有哪些？
正、负极板均由板栅涂敷工作物质而成，因工作物质成分不同而分成正极板和负极板。对于充足电的蓄电池来说，正极板上的工作物质为二氧化铅（PbO2），呈深棕色；负极板上的工作物质为海绵状纯铅（Pb），呈青灰色。蓄电池正、负极板实物如图 2-1-4所示。
图2-1-4 正、负极板
207．正、负极板组的结构特点有哪些？
为增大蓄电池的容量，将多片正、负极板分别串、并联焊接，组成正、负极板组。正、负极板组结构如图2-1-5所示。横板上联有极柱，各片间留有空隙。安装时，正、负极板相互嵌合，中间插入隔板。由于正极板的机械强度差，所以，在每个单体电池中，负极板的数量总比正极板多一片，这样正极板都处于负极板之间，使其两侧放电均匀，不致造成正极板拱曲变形。
图2-1-5 正、负极板组
208．隔板的作用有哪些？
为了减小蓄电池的内阻和尺寸，蓄电池内部正、负极板应尽可能靠近，但为了避免彼此接触而短路，正、负极板之间要用隔板隔开。隔板材料应具有多孔性和渗透性，且化学性能要稳定，即具有良好的耐酸性和抗氧化性。常用的隔板材料有木质隔板、微孔橡胶、微孔塑料、玻璃纤维和纸板等。
209．蓄电池壳体的作用有哪些？
蓄电池的壳体是用来盛放电解液和极板组的，应由耐酸、耐热、抗振、绝缘性好并且有一定机械强度的材料制成。早期生产的起动型蓄电池大都采用硬橡胶壳体，近年来随着工程塑料的迅速发展，大都采用聚丙烯塑料壳体。壳体为整体式结构，壳体内部由间壁分隔成3个或 6个互不相通的单格，底部有凸起的肋条以搁置极板组。另外，壳体上有两个极桩，如图2-1-6所示。
图2-1-6 蓄电池壳体
210．电解液的作用有哪些？
电解液在电能和化学能的转换过程（即充电和放电的电化学反应）中起离子间的导电作用并参与化学反应。它由相对密度为1.84的纯硫酸和蒸馏水按一定比例配制而成，相对密度一般为1.24～1.30。配制电解液必须使用耐酸的器皿，切记只能将硫酸慢慢地倒入蒸馏水中并不断搅拌。
211．加液孔盖的作用有哪些？
由于每个单格内电解液是不相通的，因此每单格均有各自的加液口，这6个加液口位于整体式上盖上。加液口由加液孔盖封闭，其上部有通气孔，如图2-1-7所示。
图2-1-7 加液孔盖
212．蓄电池的型号是怎样确定的？有什么含义？
根据中华人民共和国行业标准JB/T 2599—2012《铅酸蓄电池名称、型号编制与命名办法》，蓄电池由特定名称与通用名称和型号两部分组成。蓄电池的特定名称，是指对产品特定用途或结构特征的称呼，如“起动型”或“阀控式”。通用名称是指公众所熟知产品的一般名称，此标准特指“铅酸蓄电池”。蓄电池型号是指一个或几个字母与数字组合成的符号，分别表示用途、结构特征，并将这些符号按一定的规律排列组合成一种标记。
蓄电池型号由三部分组成，第一部分为串联的单体蓄电池数，第二部分为蓄电池的用途、结构特征代号，第三部分为标准规定的额定容量。蓄电池产品型号和含义如下：
6个单体串联的额定容量为100A·h的干式荷电起动型蓄电池的型号命名为6-QA-100。
213．蓄电池按用途如何分类？
蓄电池按用途的分类方法见表2-1-2。
表2-1-2 蓄电池按用途的分类方法
214．蓄电池的结构特征如何划分？
蓄电池的结构特征划分见表2-1-3。
表2-1-3 蓄电池的结构特征划分
215．什么是蓄电池的容量？
蓄电池容量是指在规定的放电条件下，完全充足电的蓄电池所能输出的电量，用“C”表示，单位为安·时（A·h）。容量等于放电电流与持续放电时间的乘积，即
C=Iftf
式中，C为蓄电池容量（A·h）；If为放电电流（A）；tf为持续放电时间（h）。
蓄电池容量分为20h放电率额定容量、起动容量及储备容量等。
216．何为20h放电率额定容量？
20h放电率额定容量简称额定容量。
完全充足电的蓄电池，在电解液温度为25℃时，以20h放电率（放电电流为0.05C20）连续放电，直到单体蓄电池端电压降至1.75V时为止，蓄电池所输出的电量称为额定容量，用C20表示。额定容量是设计容量，是蓄电池性能的重要标志之一。例如，6-Q-100型蓄电池，其“100”就是额定容量，是在电解液平均温度为25℃时，以5A的电流连续放电20h后，单体蓄电池端电压降至1.75V时得到的。
217．影响蓄电池容量的因素有哪些？
蓄电池容量与很多因素有关，主要有结构因素和使用因素两类。在结构方面，如增大极板的面积、提高活性物质的多孔率等都可提高蓄电池的容量。而蓄电池在使用过程中，不同的使用条件对蓄电池容量的影响尤为重要。影响蓄电池容量的使用因素有放电电流、电解液温度、电解液密度。
218．蓄电池的放电过程是怎样的？
蓄电池与外电路接通后，在极板电位差的作用下，电流从正极流出，经过灯泡流回负极，使灯泡通电发光。在蓄电池放电过程中，正极板活性物质由二氧化铅转变为硫酸铅，负极板上的活性物质由纯铅也转变为硫酸铅，电解液消耗硫酸生成水，电解液密度逐渐下降。
219．蓄电池的充电过程是怎样的？
把放电后的蓄电池接一直流电源，使蓄电池正极连接直流电源的正极，蓄电池的负极连接直流电源的负极，当外加电源电压高于蓄电池电动势时，电源电流将以与放电电流相反的方向流过蓄电池，使蓄电池正、负极板发生电化学反应对蓄电池进行充电。在铅蓄电池充电过程中，正极板活性物质由硫酸铅转变为二氧化铅，负极板上的活性物质由硫酸铅转变为纯铅，电解液中消耗了水，生成了硫酸，电解液密度逐渐上升。只要充电过程进行，上述电化学反应就不断进行。当极板上的物质全部转变完成后，蓄电池就会充满电。
220．从车上拆卸蓄电池的注意事项有哪些？
①在拆卸蓄电池之前，应检查音响的防盗密码并做好记录，以备安装蓄电池后使用。
②从点火开关处取下车钥匙，先将蓄电池搭铁线（极桩处一般标注“-”记号）拆下，再将蓄电池正极桩（极桩处一般标注“+”记号）端子上的导线拆下。
③取下蓄电池固定座上的固定压杆，取出蓄电池。
221．蓄电池的安装注意事项有哪些？
蓄电池的安装可按与拆卸的相反顺序进行，同时应注意以下事项：
①蓄电池一定要安装牢固。如蓄电池未装牢固，蓄电池振动会影响其使用寿命；如固定不当，会损坏蓄电池栅板和蓄电池壳体，造成蓄电池电解液流出，使蓄电池报废。
②一定要先安装并固定好蓄电池正极导线，然后再安装蓄电池负极导线。
③蓄电池正、负极一定不能接反，否则，将会造成汽车电子部件损坏。
222．怎样测量蓄电池电压？
如图2-1-8所示，用万用表电压档测量蓄电池的电压，应为12V左右。
图2-1-8 测量蓄电池电压
223．免维护蓄电池有哪些优点？
1）在规定的条件下，使用过程中不需要补加电解液。
2）自放电少，仅为普通蓄电池的1/8～1/6，因此可以较长时间湿式储存。
3）内电阻小，具有较好的常温和低温起动性能。
4）耐过充电性能好，在相同的充电电压和温度下，免维护蓄电池的过充电电流比普通铅蓄电池小，且充满电后电流接近零，基本上不电解水，使水的消耗很少。
5）蓄电池极桩无腐蚀或腐蚀较轻。
6）耐热、耐振性好，使用寿命长，一般在4年以上，是普通蓄电池使用寿命的2倍多。
224．如何检查免维护蓄电池？
1）观察指示器呈现的颜色。当呈现出绿色时，说明存电充足；当呈现出黑色时，说明需要补充充电；当指示器显示无色透明或浅黄色时，表明蓄电池内部有故障，应更换蓄电池。
2）检查蓄电池桩头是否连接可靠，是否出现桩头氧化物，如有异常应及时紧固或将氧化物清除。
3）利用万用表检测蓄电池的电压，如果电压接近12V表明蓄电池正常。否则对蓄电池进行充电或更换。
225．如何保持蓄电池的清洁？
1）要经常保持蓄电池的外部清洁，经常用清洁的布或用纯碱浸湿的布擦蓄电池的外壳。如果蓄电池的外壳上沾上了硫酸、污物，则可能会造成短路。
2）要经常检查蓄电池的桩头和接线头，如发现有脏物，可用热水冲洗。但冲洗前，要注意拧紧加液孔盖，塞好通气孔，以免脏水流入蓄电池里面。
3）蓄电池加液孔盖上的通气孔应经常疏通。如果通气孔被污物堵塞，蓄电池工作时产生的气体可能使蓄电池胀裂，甚至发生爆炸。
226．蓄电池保养时怎样安全操作？
1）搬动蓄电池时，要轻拿轻放，不可歪斜，以免电解液溅到衣服或皮肤上，引起腐蚀或烧伤皮肤，如被溅上，应立即用清水冲洗。
2）检查电解液密度和液面高度时，使仪器稍微离开电解液注入口即可，不要将仪器提得过高，以免电解液溅出。
3）禁止将油料容器及各种金属物放在蓄电池壳体上。
4）在配制电解液时，应使用陶瓷容器，并将硫酸慢慢倒入水中。绝对禁止将水直接倒进浓硫酸中。当水倒入浓硫酸中时，会使温度急剧升高，以致产生大量的蒸气，使硫酸飞溅烧伤皮肤和衣物，甚至使容器炸裂造成事故。
227．如何使用电压法检测蓄电池放电程度？
1）在发动机正常温度下，将电压表两表笔分别接在蓄电池的正、负极上。
2）起动发动机观察电压表的读数，在起动机和线路连接良好的情况下，对于12V蓄电池，如电压为9.6V或高于9.6V，表明蓄电池正常。
228．如何使用简单的方法判断蓄电池自放电？
将蓄电池负极拆下，将万用表串联在蓄电池电路中，对于带防盗系统的车辆，万用表显示平均电流值应为 60mA左右。如果电流过大，说明蓄电池或电源电路产生漏电，应对其检修。
229．如何使用灯光判断法检测蓄电池？
在打开前照灯的情况下，起动发动机的瞬间，如果发动机起动正常，且灯光瞬间变暗，但仍有足够的亮度，则说明蓄电池技术状态良好，否则表明蓄电池故障。
230．如何防止蓄电池放电？
1）注意不得将扳手等导电物质放在蓄电池上，以防放电或导致爆炸。
2）蓄电池的导线及卡子应接线牢固，不得有松动、搭铁或短路现象。
3）保持液面高度正常，若有缺少，应及时补充。
4）起动发动机时，不能长时间地连续起动。每次起动时间不能超过5s，两次起动间隔时间应在2min以上。防止经常大电流过度放电使电解液蒸发，蓄电池盖的小孔应经常保持通畅。
5）闲置不用的蓄电池应妥善保管，应对蓄电池每月充电一次，长时间停放保管又不定期充电也会使蓄电池有跑电现象。
231．如何检查蓄电池的液面高度？
1）玻璃管测量法。电解液液面可用内径为3～5mm、长100～150mm的玻璃管进行测量。测量时，将玻璃管竖直插入蓄电池加液孔内，且与极板防护片相抵，另一端用手指堵住，利用其真空度，当把玻璃管提起（取出）时，就把电解液吸入。管内的电解液高度即为电解液高出极板的数值。
2）可以使用清洁的木条测量液面高度，但禁止使用金属棍棒插入蓄电池内进行测量。方法是：将木条垂直插入蓄电池加液孔内与极板防护片抵住，然后拿出，其液体浸入木条上的痕迹高度即为液面高度。
3）若查得液面偏低，应添加电解液；若液面过高，可用密度计吸出，否则电解液容易外溢，腐蚀极桩和连接件，易造成短路等。
232．如何选择电解液密度？
1）蓄电池在冬季使用时，电解液密度可适当提高，以防电解液结冰而将蓄电池外壳冻裂。
2）在夏季使用时，电解液密度可适当降低，这有利于保护蓄电池，防止腐蚀，延长其使用寿命。
3）电解液密度的选择，应根据不同地区和不同季节来确定。不同地区和气温条件下的电解液密度见表2-1-4。
表2-1-4 不同地区和气温条件下的电解液密度
233．配制电解液有何注意事项？
1）配制电解液所用的硫酸和蒸馏水应符合标准。
2）配制电解液的容器应选择耐酸的玻璃陶瓷、硬橡胶或铅制的容器。
234．如何配制电解液？
1）配制电解液必须用密度为1835g/cm3（15℃）的蓄电池专用硫酸和蒸馏水。
2）配制前要按硫酸与蒸馏水的配比，计算出配制电解液所需硫酸和蒸馏水的总量以及所需电解液的总量。
235．如何添加电解液？
配制好的电解液温度较高，待其冷却到30℃以下时可用吸式密度计测量相对密度是否合适，如不合适，应重新调配合适的电解液，直至合适为止。待配制好的电解液温度低于30℃时，分别注入铅蓄电池各单格电池内，然后让其静置5～8h，待温度降至30℃以下再进行充电。
236．蓄电池快速充电应注意哪些事项？
1）进行快速充电时应使蓄电池远离所有火焰，否则电解液的蒸气可能会着火，并导致事故的发生。
2）快速充电时应拆下蓄电池的加液口盖，以防止蓄电池变形或损坏。
3）快速充电不应超过30min，否则会损坏蓄电池。
4）应拆下蓄电池，然后将其放入一盆水中。
5）按图2-1-9所示将蓄电池充电器连接至蓄电池，并按规定调整蓄电池的充电电流。例如：50D20L（40）为25A，75D23L（52）为35A。
图2-1-9 快速充电连接图
6）蓄电池充完电后，检查电压是否在12.4V以上，且在充电后至少1h内保持不变。
如果不在规定范围内，应更换蓄电池。
237．如何对蓄电池进行初充电？
对于新蓄电池，为了延长蓄电池的使用寿命，初充电一般采用恒流充电方式。其充电方法如下：
1）充电前检查外壳和封胶是否有裂缝，将通气孔的密封物清除。
2）分清蓄电池的极性。
3）加注适当密度的电解液，静置4～6h待电解液渗入极板和隔板，温度降到30℃以下。
4）将蓄电池连接充电机，开始充电，充电通常分两个阶段。
第一阶段充电，选用额定容量为1/20～1/15的电流进行持续充电，直至电解液中出现较多气泡，单格电压达到2.4V左右为止。
第二阶段充电，将电流减少一半，直至电解液剧烈“沸腾”，析出大量气泡，并且电解液密度和电压在2h内不再升高为止。
238．如何识别蓄电池正、负极？
1）新蓄电池极桩上标有“+”“-”号时，“+”为正极，“-”为负极。
2）新蓄电池极桩上涂有红色和蓝色时，红色为正极，蓝色为负极。
3）未修理过的蓄电池极桩，粗的是正极，细的是负极。
4）未修理过的蓄电池，靠近商标的极桩是正极，另一极桩则为负极。
5）经过充电的蓄电池，极桩呈深褐色的是正极，灰白色的是负极。
6）在蓄电池两极桩上各连一导线，插入电解液中，气泡少的一侧是正极，气泡多的一侧是负极。
239．如何预防活性物质脱落？
1）不要过度放电，特别是在冬季不要连续使用起动机。冬季蓄电池放电程度达25%时，就应及时充电，以防结冰。
2）按要求调整好充电电流的大小、充电时间，不能过度充电。
3）拆装蓄电池接线夹头时，切忌乱用工具敲打。
240．如何预防蓄电池极板硫化？
1）保持蓄电池处于充足电状态。
2）电解液的密度要合适，液面高度要符合规定。
3）如发现蓄电池有轻度硫化时，应及早对蓄电池进行充放电锻炼循环或用小电流长时间充电。
241．启用新蓄电池应注意哪些事项？
1）加注电解液后应静止6h左右，待电解液完全浸透极板，温度下降至35℃以下时再接通电源进行充电。
2）充电电流要严格控制在规定的范围内。如果在充电过程中温升过高，需减小电流或暂停充电。
3）最好进行一两次充、放电循环，使其达到额定容量。对于存放期较短的蓄电池，不必进行充放电循环。
242．如何正确储存蓄电池？
1）暂不使用的蓄电池，先将蓄电池充足电，拧紧加液孔塞，并将加液孔塞上的通气孔密封，然后将电池放在阴凉通风的室内。室内温度以5～30℃为宜，避免阳光直射，尽量远离热源；储存时间不宜超过6个月。在储存期间，每月进行一次补充充电。
2）使用过的蓄电池若需长期存放（半年以上），最好采用干储存。先将蓄电池以20h放电率完全放电，倒出电解液，用蒸馏水反复冲洗至水中无酸性，最后将水分全排出，晾干后拧紧加液孔塞，并将通气孔密封。
3）未灌电解液的蓄电池的储存方法。新蓄电池的储存时间，最长存放期不应超过2年。储存室的空气应干燥，通风良好，室温以5～40℃为宜。不要将蓄电池重叠搁置，也不要直接放在地上，应整齐地排放于架上。储存期内加液孔塞应拧紧，通气孔应密封。
243．拆装蓄电池应注意哪些事项？
1）安装蓄电池时，应先连接蓄电池正极接线，最后才能连接负极接线。应防止在连接电源线时金属工具碰到搭铁部分产生强大火花，造成蓄电池放电的现象。
2）在蓄电池极柱上连接导线前，应将螺栓螺母的螺纹涂上黄油，以防氧化生锈。
3）如果蓄电池的极柱小，而夹头大时，可以在夹头内垫上铅皮或铜皮，并且只垫半圈，以防极柱氧化导致接触不良。
4）发动机工作状态下不可拆下蓄电池，否则发电机的电压会不稳定，造成车上的电子控制电路损坏。
5）在用电设备工作状态下不可拆下蓄电池，否则容易产生瞬时高压，对电控电路会造成伤害。
6）防止控制单元故障信息的丢失。拆下蓄电池之前应确认控制单元无故障信息。
7）很多车型拆下蓄电池连接线30s可以清除控制单元储存的故障码。但有的车型拆下蓄电池连接线后，音响、时钟和防盗装置的信息会同时被消除，因而拆下蓄电池连接线前要仔细查看并记录保存有用信息。
8）需要与其他车辆电源连通起动发动机时，需先断开点火开关，方可装拆跨接电缆线。
9）在车上进行焊接作业之前，应在关闭点火开关的前提下拆掉蓄电池连接线。
10）拆下蓄电池充电或更换蓄电池后，安装时应分清正、负极性，并且连接要牢固，搭铁要可靠。
244．如何防止蓄电池充电爆炸？
蓄电池充电到后期，如果再继续充电会产生大量的氢、氧气体，当两种气体混合体积分数在空气中占4%时，遇到明火将会发生爆炸，损坏蓄电池，严重时甚至造成安全事故。
1）充电过程中应尽量控制充电电流，减少气体析出，并在通风情况下进行充电操作，远离明火。
2）充电时，接线点要牢固，防止产生火花。
3）防止由于蓄电池外壳裂痕，使电解液渗漏至导线中发生短路而产生火花及起火爆炸。
4）免维护蓄电池设有排气阀，在充电过程中要保证该阀畅通，否则蓄电池内部存有大量氢气和氧气，将会造成内压过大，致使蓄电池凸裂或爆炸。因此，要保持排气阀完好有效。
245．如何判断蓄电池是否需要充电？
用万用表检查蓄电池每小格的电压，如果该电压值小于1.27V，则应充电。否则，会使极板梗化而损坏。
246．蓄电池在冬季保养时应注意哪些事项？
1）经常检查蓄电池的充电程度，及时充电，并尽量少放电，以防止蓄电池冻裂。
2）在寒冷季节到来之前，应做好蓄电池的保温准备工作，检查和调整电解液密度，使其符合季节的要求。
3）当往蓄电池内加注了蒸馏水后，应立即起动发动机进行充电，以防极板上部新添加的蒸馏水结冰。
4）在极其寒冷的情况下，如果不使用汽车，应将蓄电池拆下，放在室内干燥的地方。