汽车蓄电池的维护与故障控制 毕业论文.docx
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汽车蓄电池的维护与故障控制毕业论文
汽车蓄电池的维护与故障控制毕业论文
毕业论文（设计）
论文题目:
汽车蓄电池的维护与故障控制
专业班级:
汽车电子0901
学生姓名:
指导教师:
完成日期:
2011.10.28
毕业论文（设计）
摘要.........................................................-1-前言.........................................................-2-第1章蓄电池的分类与功用.....................................-3-
1.1蓄电池的分类..........................................-3-
1.2蓄电池的功用..........................................-3-第2章蓄电池的结构及工作原理.................................-4-
2.1蓄电池的结构..........................................-4-
2.2蓄电池的工作原理......................................-5-第3章蓄电池的使用与维护.....................................-6-第4章蓄电池常见故障及检修...................................-7-
4.1极板硫化..............................................-7-
4.2自放电................................................-8-
4.3活性物质早期脱落......................................-8-
4.4蓄电池容量不足........................................-9-
4.5蓄电池的短路.........................................-10-
4.6蓄电池故障性自放电案例...............................-10-
结论........................................................-12-致谢........................................................-13-参考文献....................................................-14-
I
毕业论文（设计）
摘要
汽车是人们常用的交通工具，在长期使用过程中会产生故障。
由于汽车本身结构的复杂性，以及汽车故障的不确定性和模糊性，给汽车故障的诊断与维修带来很大困难。
蓄电池是电源系的心脏,对蓄电池的故障分析方法进行分析，并给出蓄电池故障的现象及排除方法,对影响车用蓄电池的寿命进行分析，指出车用蓄电池的正确使用，以及日常的维护误区。
对于汽车蓄电池将由一个更深的了解。
我国蓄电池产业发展趋势是:
已有百余年历史的蓄电池由于材料廉价、工艺简单、技术成熟、自放电低、免维护要求等特性，在未来几十年里，依然会在市场中占主导地位，虽然起动用、动力用电池的市场空间可能会有拐点，在近期国家产业发展中仍将占主流地位，中期也将占有一席之地，长期来看，在不需要高重量比能量的用途领域还将继续存在。
关键词:
蓄电池故障现象排除方法
-1-
毕业论文（设计）
前言
汽车业的发展真是迅速，汽车已经成为人们不可缺少的交通工具，汽车的普遍也给汽车业带来了不少的问题，最初人们对汽车的认识只是潜意识的，没有确切的知识，随着汽车的发展，人们越来越喜欢汽车，了解汽车，通过各种手段学习汽车方面的知识，这样人们已经了解了不少的汽车知识和文化。
汽车电源有两个:
蓄电池和发电机。
发电机是主要电源，蓄电池是辅助电源。
在发电机停转或启动时，由蓄电池供给电能;发动机达到某一转速后，有发电机供电。
当发电机向用电设备供电的同时，也给蓄电池充电。
由于该部分内容在教材中以理论形式出现，学生理解有困难，教学效果不明显。
为此我运用所学知识将理论知识与现
的结构、工作原理及维修故障进行了详细介绍。
使人们对汽车实问题加以联系将汽车蓄电池
蓄电池有一个全新的认识，由原理推至运用。
-2-
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第1章蓄电池的分类与功用
1.1蓄电池的分类
我们常用的铅酸蓄电池主要分为普通蓄电池、干荷蓄电池和免维护蓄电池三种。
1.普通蓄电池:
普通蓄电池的极板是由铅和铅的氧化物构成，电解液是硫酸的水溶液。
它的主要优点是电压稳定、价格便宜;缺点是比能低、使用寿命短和日常维护频繁。
2.干荷蓄电池:
它的全称是干式荷电铅酸蓄电池，它的主要特点是负极板有较高的储电能力，在完全干燥状态下，保存所得到的电量。
3.免维护蓄电池:
免维护蓄电池由于自身结构上的优势，电解液的消耗量非常小，在使用寿命内基本不需要补充蒸馏水。
它还具有耐震、耐高温、体积小、自放电小的特点。
[1]使用寿命一般为普通蓄电池的两倍。
1.2蓄电池的功用
汽车上有蓄电池和发电机两个直流电源，两个电源并联，全车的用电设备均为并联（如图1所示）。
图1汽车电源系组成
蓄电池的功用:
1.起动发动机时，蓄电池向起动系和点火系供电。
2（当发动机低速运转，发电机电压低于蓄电池的电压时，由蓄电池向用电设备供电。
3（当发动机中、高速运转，发电机电压高于蓄电池的充电电压时，蓄电池将发电机的剩余电能储存起来。
4（当发电机过载时，蓄电池协助发电机向用电设备供电。
[2]5（蓄电池可吸收电路中瞬时过电压，保持汽车电器系统电压的稳定，保护电子元件。
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第2章蓄电池的结构及工作原理
2.1蓄电池的结构
铅蓄电池一般由三只或六只单格电池串联而成，每只单格电池的额定电压为2V。
普通铅蓄电池的结构如图所示，主要由正负极板、隔板、电解液、外壳、联条、接线柱等部件组（如图2所示）。
成
1,负极柱2,加液孔盖3,正极柱4,穿壁连接5,汇流条6,外壳7,负极8,隔板9,正极板
图2蓄电池的结构
1.极板:
极板是蓄电池的核心部分，蓄电池充、放电的化学反应主要是依靠极板上的活性物质与电解液进行的。
极板分为正极板和负极板，均由栅架和活性物质组成。
栅架的作用是固结活性物质。
栅架一般由铅锑合金铸成，有良好的导电性、耐蚀性和一定的机械强度。
为了降低蓄电池的内阻，改善蓄电池的起动性能，有些铅蓄电池采用了放射形栅架。
2.隔板:
隔板的作用是使正负极板尽量地靠近而不至于短路，缩小蓄电池的体积，防止极板变形和活性物质脱落。
隔板用微孔塑料制成，具有多孔性，以利于电解液渗透，还具有良好的耐酸性和抗氧化性。
隔板的面积一种做得比极板稍大些，一面制有纵向沟槽。
考虑正极板在充放电过程中化学反应剧烈，电解液流通量较大，安装时隔板带有沟槽的一面应朝向正极板，且沟槽与外壳底部垂直。
沟槽既能使电解液上下流通，也能使气泡沿槽上升，还能使脱落的活性物质沿槽下沉。
3.电解液:
电解液的作用是形成电离，促使极板活性物的溶离，产生可逆的电化学反应。
它是由相对密度为1.84的化学纯硫酸和蒸馏水按一定的比例配制而成。
其相对密度一
3般在1.24,1.31g/cm，使用时应根据当地最低气温或制造厂的要求进行选择。
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电解液的纯度是影响蓄电池的电气性能和使用寿命的重要因素，因此要用HGB1008-59标准二级专用硫酸和蒸馏水。
4.外壳:
蓄电池的外壳用来盛放极板组和电解液。
多采用聚丙乙烯塑料外壳。
外壳内有隔壁，将其分成3个或6个相同大小的单格，相互之间不沟通，各单格底部都有凸肋，以放置极板组。
凸肋间的空腔可积存极板脱落下来的活性物质，以防极板间短路。
5.联条:
联系的作用是将单格电池串联起来，提高整个蓄电池的端电压。
普通电池联系也由铅锑合金浇铸而成，硬橡胶外壳电池的联系位于电池小盖上方。
塑料外壳蓄电池则采用穿壁式联条。
6.接线柱:
普通铅蓄电池首尾两极板组的横板上焊有接线柱，接线柱分锥形，L形和侧孔形三种。
为便于区分，正接线柱上或旁边标有“+”或“P”记号，负接线柱标有“,”或“N”记号。
有些电池正接柱涂有红色油漆。
2.2蓄电池的工作原理
铅蓄电池由正极板群、负极板群、电解液和容器等组成。
充电后的正极板是棕褐色的二氧化铅（PbO），负极板是灰色的海绵状铅（Pb），当两极板放置在浓度为27%,37%的硫2
2酸（HSO）水溶液中时，极板的铅和硫酸发生化学反应，二价的铅正离子（Pb+）转移到电解24
液中，在负极板上留下两个电子（2e-）。
由于正负电荷的引力，铅正离子聚集在负极板的周围，而正极板在电解液中水分子作用下有少量的二氧化铅（PbO）渗入电解液，其中两价的2
氧离子和水化合，使二氧化铅分子变成可离解的一种不稳定的物质——氢氧化铅（PB（OH））。
4
44氢氧化铅由4价的铅正离子（Pb+）和4个氢氧根〔4（OH）-〕组成。
4价的铅正离子（Pb+）留在正极板上，使正极板带正电。
由于负极板带负电，因而两极板间就产生了一定的电位
[3]差，这就是电池的电动势。
当接通外电路，电流即由正极流向负极。
在放电过程中，负极板上的电子不断经外电路流向正极板，这时在电解液内部因硫酸分子电离成氢正离子（H+）和硫酸根负离子（SO-），在离子电场力作用下，两种离子分别向正负极移动，硫酸根负离4
子到达负极板后与铅正离子结合成硫酸铅（PbSO）。
在正极板上，由于电子自外电路流入，4
42而与4价的铅正离子（Pb+）化合成2价的铅正离子（Pb+），并立即与正极板附近的硫酸根负离子结合成硫酸铅附着在正极上。
电化学反应方程式为:
PbO+2HSO+PbPbSO+2HO+PbSO224424
（正极板）（电解液）（负极板）（正极板）（电解液）（负极板）
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第3章蓄电池的使用与维护
蓄电池在使用及保养方面要注意的一些问题:
1.蓄电池长久不用，它会慢慢自行放电，直至报废。
因此，每隔一段时间就应启动一次汽车，给蓄电池充电。
另一个办法就是将蓄电池上的两个电极拔下来，需注意的是从电极柱上拔下正、负两根电极线，要先拔下负极线，或卸下负极和汽车底盘的连接，然后再拔去带有正极标志（十）的另一端。
蓄电池有一定的使用寿命，到一定的时期就要更换。
在更换时同样要遵循上述次序，不过在把电极线接上去时，次序则恰恰相反，先接正极，然
[4]后再接负极。
2.蓄电池的蓄电量可以在仪表板上反映出来。
当电流表指针显示蓄电量不足时，要及时充电。
有时在路途中发现电量不够了，发动机又熄火启动不了，作为临时措施，可以向其它的车辆求助，用其它车辆上的蓄电池来发动车辆，将两个蓄电池的负极和负极相连，正极和正极相连。
3.电解液的密度应按照不同的地区、不同的季节按照标准进行相应的调整。
4.在亏电解液时应补充蒸馏水或专用补液，切忌用饮用纯净水代替，因为纯净水中含有多种微量元素，对蓄电池会造成不良影响。
5.在启动汽车时，不间断地使用启动机会导致蓄电池因过度放电而损坏。
正确的使用办法是每次发动车的时间总长不超过5秒，再次启动间隔时间不少于15秒。
在多次启动仍不着车的情况下应从电路、点火线圈或油路等其他方面找原因。
6.日常行车时应经常检查蓄电池盖上的小孔是否通气，倘若蓄电池盖小孔被堵，产生的氢气和氧气排不出去，电解液膨胀时，会把蓄电池外壳撑破，影响蓄电池寿命。
7.检查电池的正、负极有无被氧化的迹象，可以用热水时常浇电瓶的电线连接处。
[5]8.检查电路各部分有无老化或短路的地方，防止电池因为过度放电而提前退役。
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第4章蓄电池常见故障及排除
4.1极板硫化
蓄电池极板硫化是蓄电池最常见的故障，所谓硫化是指极板上产生了坚硬不易溶解的粗晶粒硫酸铅，在正常充电时不易被还原。
蓄电池极板硫化后，使蓄电池的内阻增大，容量和起动性能下降，在充放电时的表现为:
放电时其端电压下降较快，充电时电压上升快，温度升高也快，且过早地出现“沸腾”，电解液的密度上升较慢且达不到规定的值。
1.极板硫化的故障原因
（1）蓄电池长时间处于亏电状态，极板上的PbSO未能及时还原为活性物质，当温度由4
高向降低变化，电解液中PbSO就会过饱和而析出，这种再结晶过程将形成难溶的粗晶体即4
为极板硫化。
（2）电解液的液面过低，极板外露氧化，汽车行驶颠簸时，会使电解液不时地与极板上部已被氧化了的部分接触而产生再结晶，形成硫化。
（3）深度放电。
所谓深度放电是指在小电流长时间过放电，使极板深层的活性物质转变为PbSO，而依靠汽车发电机向蓄电池充电，不可能使这部分PbSO复原，久而久之就会变44
为粗晶体硫酸铅。
（4）电解液密度过高、不纯、外部温度变化剧烈等也都会促使极板的硫化。
2.极板硫化的处理措施
极板硫化严重的则只能报废;蓄电池极板硫化不严重时，可以用去硫化充电的方法去消除硫化，方法如下:
（1）倾出蓄电池电解液，并用蒸馏水冲洗两次，加注足量蒸馏水。
3
（2）接通电源，按额定容量值1/30A的电流进行充电，当密度上升至1.15g/cm时，倾出电解液，加注蒸馏水，再进行充电，如此反复，直至密度不再上升为止。
（3）以额定容量值1/10A的电流进行放电，当单格电池电压下降到1.7V时，停止放电，然后以额定容量值1/10A的电流进行充电，接着再放电、再充电，直到容量达到额定容量
[6]的80%为止。
（4）将电解液密度调整至规定的值。
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4.2自放电
在未接通外电路时，蓄电池的电能自行消耗即称为自放电。
正常的情况下，自放电是不可避免的，但如果每昼夜蓄电池自行放电量大于2%，则属于自放电故障。
1.蓄电池自放电的故障原因
（1）蓄电池盖表面有油污、尘土、电解液等而造成漏电。
（2）壳体底部沉积物过多而造成正负极板间短路。
（3）隔板破裂，造成正负极板短路。
（4）电解液不纯，含有过多的金属杂质。
2（自放电故障的排除
1）检查蓄电池盖表面，若有不洁予以清洁。
（
（2）注意观察蓄电池在充电时电解液是否呈现褐色，若是，则为壳体底部沉积物太多而造成自放电，需倾出全部电解液，并用蒸馏水将壳体内部冲洗干净，然后重新加注电解液，并充足电。
（3）如果检查均为正常或将其它造成自放电的故障原因排除后，自放电故障仍明显，则可能是电解液不纯，故障处理的方法为:
先将蓄电池全放电或过度放电，以使杂质全部进入电解液，然后将电解液全部倾出，用蒸馏水冲洗壳体内部后，加注电解液并将其充足电。
注意:
用电设备开关未关或电路有短路、漏电故障时，会有与蓄电池自放电故障相同的现象，因此，在检查和排除蓄电池自放电故障时，应先检查有无蓄电池外接电路的问题。
4.3活性物质早期脱落
蓄电池在充电时电解液成为混浊褐色溶液，充电电压上升过快，电解液过早出现“沸腾”现象，密度达不到规定的最大值;放电时电压下降过快，则说明蓄电池极板活性物质
[7]脱落较多。
1（活性物质脱落的故障原因
正常使用期内蓄电池极板上活性物质脱落是有限的，造成极板上的活性物质早期脱落的原因有:
（1）充电电流过大或长时间过充电，使大量的水电解，产生的气体在极板孔隙内产生压力，造成活性物质脱落。
大电流充电还易使电解液温度过高，造成极板变形而使活性物
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质脱落，而过量的充电，还会使栅架过分氧化，造成活性物质与栅架松散剥离。
（2）蓄电池长时间大电流放电，尤其是低温长时间大电流放电，生成的PbSO容易形4成致密层，在充电时，PbO将会以树状的晶体生长，这种树状晶体很容易脱落。
2
（3）过度放电，极板上PbSO太多，体积膨胀而造成挤压，使活性物质脱落。
4
（4）蓄电池极板组安装不良而松旷、蓄电池在车上安装不牢固，使极板组颠簸振动加剧，造成活性物质脱落。
（5）冬季蓄电池放电后未及时充电，使电解液密度过低而结冰，导致活性物质脱落。
2（故障处理措施
活性物质脱落较少时，可以倾出全部电解液，用蒸馏水冲洗后重新加注电解液，充电后继续使用。
如果活性物质脱落过多，则需更换极板组或更换蓄电池。
4.4蓄电池容量不足
1（故障现象
汽车启动时，起动机转速很快的减慢，转动无力:
按喇叭声音弱、无力;开启大灯，灯光很暗;平时发现电解液耗损过快;蓄电池自行放电严重。
2（故障原因
（1）使用新蓄电池前未按要求进行充电。
即充电时未经过充、放电循环，说明蓄电池未达到规定容量。
（2）发动机调节器电压调得过低，使蓄电池经常充电不足或蓄电池接线极性与极板连接断裂，致使充电电阻增大。
（3）蓄电池极板有短路，或隔板击穿、损坏。
（4）电解液的相对密度过高，充电电流过大，致使极板硫化。
（5）经常长时间启动起动机，造成大电流放电，致极板损坏。
3（故障判断
（1）首先检查蓄电池的外部，看外壳是否良好，有无裂纹，表面是否清洁，极板上是否有腐蚀及污物。
如有，则为蓄电池外部自放电故障，根据相应故障予以排除。
（2）检查蓄电池搭铁接线，极柱的连接夹子有无松动，蓄电池接线极柱与极板连接处有无断裂。
如有，则为输出电阻过大，电压降低。
（3）蓄电池充电后检查电解液密度，若出现两个相邻电池中电解液的密度有明显差别，
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则说明单格电池内部有短路，不能使用。
（4）检查电解液的液面高度，若液面高度不足，且在极板上有白色结晶物质存在，则可能存在极板硫化故障。
（5）打开大灯，注意灯光的变化，如果前大灯白亮，说明蓄电池正常，如果前大灯红暗，表明蓄电池容量不足。
4.5蓄电池的短路
蓄电池的短路指铅蓄电池内部正负极群相连。
1（蓄电池短路现象
（1）开路电压低，闭路电压（放电）很快达到终止电压;
（2）大电流放电时，端电压迅速下降到零;
（3）开路时，电解液密度很低，在低温环境中电解液会出现结冰现象;
（4）充电时，电压上升很慢，始终保持低值（有时降为零）;
（5）充电时，电解液温度上升很高很快;
（6）充电时，电解液密度上升很慢或几乎无变化;
（7）充电时不冒气泡或冒气出现很晚。
2（造成蓄电池内部短路
（1）隔板质量不好或缺损，使极板活性物质穿过，致使正、负极板虚接接触或直接接触;
（2）隔板窜位致使正负极相连;
（3）极板上活性物质膨胀脱落，因脱落的活性物质沉积过多，致使正、负极板下部边缘或侧面边缘与沉积物相互接触而造成正负极板相连。
[8]（4）导电物体落入电池内造成正、负极板相连。
4.6蓄电池故障性自放电案例
故障症状:
一辆轿车的蓄电池充足电后，第二天电压明显降低，致使启动机不转，电喇叭不响，车灯灯光暗淡，这是蓄电池的什么故障现象,
故障原因:
（1）加注电解液时混入了有害物质，如铁、铜等。
当铁达到1%时，一昼夜内蓄电池的电量就会完全放完。
（2）蓄电池有灰尘、腐蚀或上盖破裂密封不严，溢出电解液，正、负极短路，使蓄电池漏电。
（3）极板上活性物质脱落，沉积过多使正、负极板短路，引
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起自行放电。
（4）外部电缆线短路而引起自行放电。
故障排除:
首先检查外部电缆线是否有短路现象，结果未发现异常。
再用电压表黑色夹夹住蓄电池负极，用红色夹轻触蓄电池顶部和侧面各个部位，检查蓄电池是否漏电，仔细观察电压表有没有读数，然后拆卸蓄电池，倒出电解液，烫开封胶，取出极板和隔板检查，未有损坏，但发现电解液中含杂质过多，用蒸馏水将蓄电池里外清洗干净，再把极板和隔板装回，注入干净而新鲜的电解液，重新充电后故障排除，使用正常。
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结论
如何对蓄电池进行使用和维护，以延长其使用寿命，是社会业内外关注的焦点之一，为此本论文的重点是蓄电池的使用与维修。
本论文通过对蓄电池的理论方面的研究和技术分析，总结出蓄电池的特点，指出汽车蓄电池的正确使用，以及日常的维护及常见故障。
常见故障有极板硫化、漏电、短路和存电不足等，其故障现象、原因和排除方法分析。
我们只有掌握蓄电池的工作规律，正确使用与维护，才能保证其良好的工作性能，延长其使用寿命。
我国是蓄电池生产大国，但不是电池研究开发强国，化学电源面临难得的大发展机遇和严峻挑战，特别是电动汽车的发展优势越来越明显，因此开发新型蓄电池提高其性能是当今社会的主要发展方向。
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致谢
在毕业论文完成的过程中，更是走的很困难。
完成了这篇论文之时，最深的感触就是时间紧张，专业知识很是缺乏，在此感谢帮助过我的人，没有他们的帮助，我是不可能顺利完成论文的。
特别感谢指导老师老师在整个毕业论文的过程中，给予我悉心的指导和帮助。
老师的严谨的治学态度、勤奋的工作作风、平易近人的处世风范，给我留下了深刻的印象，将会在我今后的学习和生活中时刻影响我。
至此论文完稿之际，特此向老师致以衷心的感谢!
同时，也感谢各位评审老师在百忙之中抽出宝贵时间来审阅我的论文，谢谢各位老师的指导。
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参考文献
[1]王勇，汽车电气设备构造与维修，机械工业出版社，2007.01[2]王盛良，汽车构造，机械工业出版社，2010.08[3]马明金，汽车电器构造原理及检修，北京大学出版社，2006.09[4]胡博浩，汽车工业,机械工业出版社，2007.12.1[5]王胜年，汽车科技，科技文献，2009.05.01
[6]王盛良，汽车电器设备，机械工业出版社，2010.08[7]陈越，汽车故障诊断与检测，科学出版社，2009.09
[8]王凤忠，汽车维护与故障诊断，科学出版社，2009.10
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