第十五章 蓄电池
第一节 概述
一、汽车电器系统的组成
汽车电器系统包括电源系、起动系、点火系、照明与信号系、仪表系、空调系、辅助电器系统和配电装置等若干个系统，如图15-1为桑塔纳2000GSI型轿车电器系统部件在汽车上的分布情况。
图15-1 桑塔纳2000GSI型轿车电器系统部件在汽车上的分布情况
1-雾灯；2-转向信号灯；3-组合前照灯；4-散热器风扇；5-双音喇叭；6-空调压缩机；7-交流发电机；8-储液干燥器；9-蓄电池；10-ABS ECU与液压控制器总成；11-起动机；12-点火线圈；13-风窗洗涤泵；14-冷却液位传感器；15-发动机ECU；16-空调风机；17-制动液位传感器；18-风窗刮水器电机；19-空调控制器；20-电动玻璃按钮；21-中央接线盒；22-自动升降天线；23-扬声器；24-组合仪表盘；25-收放机；26-内顶灯；27-阅读灯；28-轮速传感器；29-前电动玻璃升降器电机；30-电动后视镜调节开关；31-中央门锁控制器；32-车门接触开关；33-后电动玻璃升降器电机；34-后电动玻璃升降器开关；35-燃油泵；36-燃油油位传感
器；37-后门锁控制电机；38-组合后灯；39-后风窗除霜器；40-防盗ECU
1.电源系统主要由蓄电池、发电机和调压器组成，电源系统的功用是向整车用电设备提供电能。
2.起动系统主要是由起动机、起动继电器和点火起动开关组成，起动系统的功用是起动发动机。
3.点火系统主要由点火线圈、点火控制器、分电器及信号发生器、火花塞等组成，点火系统的功用是产生高压电火花，点燃气缸内的可燃混合气。
4.照明与信号系统包括车内外各种照明灯，用以提供夜间安全行车必须的灯光照明；信号系统包括各种信号灯、闪光器、电喇叭与蜂鸣器等，主要提供安全行车必须的警告信号。
5.仪表系统包括检测发动机工况的各种监测仪表及各种报警指示灯。 6.空调系统主要包括制冷及暖风系统。
7.辅助电器系统包括电动雨刮器、风窗洗涤装置、玻璃升降装置、电动后视镜、电动座
1
椅等。
8.配电装置包括各种控制开关、保险装置、中央接线盒、配电线束和连接器等。 二、汽车电器的特点
1.低压。汽车电气系统的标称电压有12V、24V两种，汽油发动机汽车普遍采用12V电系，柴油发动机汽车大多数采用24V电系。12V、24V电系的额定电压分别为14V和28V。采用低压电系的主要优点是安全。
2.直流。汽车采用直流电系的原因是发动机靠电力起动机起动，起动机采用直流电动机且由蓄电池供电，而蓄电池必须使用直流电充电，所以汽车电系为直流电系。
3.单线制。单线制是指从电源到用电设备只用一根导线连接，并用汽车发动机、底盘等金属机体作为另一根公用导线。由于单线制节省导线、安装维修方便，且电器总成部件不需与车体绝缘，因此，现代汽车普遍采用单线制。但是在特殊情况下，为了保证电气系统（特别是电子控制系统）的工作可靠性，也需采用双线制。
4.负极搭铁。在单线制中，将电器产品的壳体与车体连接作为电路导电体的方法，称为“搭铁”。将蓄电池的负极连接到车体上称为“负极搭铁”；反之，将蓄电池的正极连接到车体上则称为“正极搭铁”。根据我国汽车行业标准QC／T413—1999《汽车电气设备基本技术条件》规定，汽车电器系统一般规定为负极搭铁。
第二节 蓄电池的结构及型号
一、蓄电池及发电机的工作情况
汽车电源的主要作用是为汽车各用电设备供电。在汽车上全部用电设备需要的电能，由蓄电池和发电机两个电源供给。蓄电池是一个化学电源，充电时将电源的电能转变成化学能储存起来，用电时将储存的化学能转变成电能供给用电设备。发电机是由发动机带动发电的。发电机和蓄电池在汽车上是并联工作，他们配合工作情况如下：
1.当发动机不工作或起动发动机时由蓄电池向起动机、点火系、灯光等用电设备供电。 2.当发动机低速运转时，由蓄电池和发电机联合向点火系、仪表、灯光等用电设备供电。 3.当发动机正常运转时，发动机电压高于蓄电池电压，由发电机向全部用电设备供电，并向蓄电池充电，将多余的电能储存起来。
4.当同时工作的用电设备过多时，耗电量超过发电机供电能力时，由发电机和蓄电池共同供电。
二、普通蓄电池的构造
汽车蓄电池一般安装在发动机罩盖里、驾驶员座位下或车架纵梁外侧。汽车用蓄电池俗称电瓶，根据加工工艺不同可分为普通型、干荷电型和免维护型等。普通蓄电池是在盛有稀硫酸的容器中插入铅制极板而构成的电能储存器，因此又称铅酸蓄电池，其结构如图15-2所示。
（一）外壳
外壳为整体多格式，常用硬质橡胶、沥青塑料和工程塑料（工程塑料应用最广泛）等材料制成厚壁，壳内有单格壁将容器隔成互不相通的几个单格。6V蓄电池分成三个单格；12V蓄电池分成六个单格。有每一单格一个电池盖的（见图15-2a），也有所有单格共用一个整体式电池盖的（见15-2b）。
（二）极板组
极板组是蓄电池的主要部件，如图图15-2所示，数片正极板10焊接在同一横板14上构成正极板组；数片负极板8焊接在另一横板上构成负极板组。每个单格中各有一正、负极板组，相互插在一起，负极板比正极板多一片，使每个正极都夹在负极板中间，极板间用隔板9隔开。极板为铅锑合金铸成的栅架，负极板栅格中填充多孔性海绵状纯铅，呈青色；正
2
极板栅格填充细小结晶形二氧化铅，呈深棕色。
图15-2 蓄电池的结构
a）单格盖式；b）整体盖式
1-封口料；2-联条；3-极桩；4-带通气孔的注液口盖；5-极桩接线端 ；6-单格电池盖；7-防护板；8-负极板；9-隔板；10-正极板；
11-沉淀槽；12-垫角；13-外壳；14-横板；15-内穿壁式联条；16-整体盖；17-单格壁；18-融合缝
（三）隔板
隔板的作用是使正、负极板尽量靠近而又不短路，从而减少蓄电池的体积。隔板应采用多孔性绝缘材料，如木质、纸质、玻璃纤维、微孔塑料及微孔橡胶等材质，近年来，还有的将微孔塑料做成袋状，套在正极外部做隔板。
（四）电解液
电解液是蓄电池内部发生化学反应的主要化学物质，是用纯硫酸和蒸馏水按规定比例配制而成，一般密度为1.23~1.3g/cm3，冬季高夏季低。
（五）极桩
蓄电池极桩用铅锑合金浇铸，极桩分为正极桩和负极桩。正极桩用“＋”表示或涂上红颜色或呈深棕色；负极桩用“－”表示，涂上蓝色或不涂色或呈灰色。
（六）其他部件 1.联条
蓄电池组内各单格为串联连接，因此需将这些异名极桩连接起来。这些与极桩焊在一起的连接板条叫联条。联条是用铅锑合金铸成的一根两端带孔的长条，穿壁而过，见图15-2中2。
2.封口料
封口料填充在蓄电池盖与外壳之间的易熔材料，作用是密封间隙，防止电解液溢出，工程塑料外壳与整体盖可以直接加热熔合，不必使用封口料。
3.注液口盖
如图15-2中4所示的注液口盖上有通气孔，便于排出蓄电池内的H2和O2气体，以免发生爆炸事故。还可在盖上安装氧过滤器以减少水的消耗。
三、干荷蓄电池
干荷蓄电池即极板组在干燥的状态下能长期保存在制造过程中所得到的电荷，在规定的保存期内（两年）使用，只要加入规定密度的电解液，静置20~30分钟后，调整液面至规定高度，即可使用，不需初充电。干荷蓄电池因其运输使用方便，已基本取代了普通蓄电池。
3
四、免维护蓄电池
免维护蓄电池它采用铅钙合金或低锑合金栅架、袋装聚乙烯隔板、氧过滤器、自带密度计等结构，具有使用中不需加水、自放电少、寿命长、起动性能好、接线柱腐蚀小等优点。在使用中不用做任何维护，或只需做较少维护。
五、蓄电池的型号规格
按照标准JB/T2599—1993规定，铅蓄电池型号由3部分组成： □—□□—□□
⑴ ⑵ ⑶ ⑴用阿拉伯数字表示蓄电池的单格数。其额定电压为单格数乘以2。 ⑵表示蓄电池的类型和特征，用2个汉语拼音字母表示。
第1个字母表示蓄电池的类型， Q—起动用蓄电池；M—摩托车用蓄电池。 第2个字母表示蓄电池的特征，A—干荷电式；H—湿荷电式；W—免维护式。 ⑶表示蓄电池的额定容量和特殊性能。
用阿拉伯数字表示20h放电率的额定容量，其单位为A.h。
用汉语拼音字母表示蓄电池的特殊性能，G—高起动率；S—塑料外壳；D—低温起动性能好。
如东风EQ1090E型汽车所用6—Q—105D型蓄电池，表示蓄电池由6个单格串联而成，额定电压12V，额定容量为105A.h，低温起动性能好的起动型蓄电池。
第三节 蓄电池的工作原理
蓄电池的极板与电解液之间，在不同的条件下，能进行完全相反的电化学反应。将充足电的蓄电池两极间用负载连接起来，这时负载中流过电流，这叫放电。把直流电源的正极接在蓄电池的正极上，直流电源的负极与蓄电池的负极相连，使直流电源发出的电流流过蓄电池，这叫充电。蓄电池内部充电和放电过程的化学反应是可逆反应，可用下列反应式表示：
PbO2 + H2SO4 + Pb PbSO4 + H2O + PbSO4
正极板 电解液 负极板 正极板 电解液 负极板 放电过程中硫酸被消耗，生成水使电解液变稀，密度变小，因此可以用测量电解液密度的方法，判断蓄电池放电程度。
第四节 蓄电池的维修
一、蓄电池的充电
启用新的普通蓄电池和修复的蓄电池时，或装在车上使用的蓄电池以及存放的蓄电池亏电时，可以对其进行充电，以恢复电池容量。充电时使用充电机，按充电规程进行充电。
二、外壳破裂
蓄电池外壳质地硬脆，若蓄电池固定螺母旋得过紧、行车剧烈振动，电解液结冰等使用原因，容易造成外壳破裂。
当车辆正面或侧面严重碰撞或倾覆时，可能造成蓄电池外壳及盖因碰撞产生裂缝或破碎，致使电解液溢出。
蓄电池外壳、盖裂纹轻者可修补，重者应更换。 三、封口胶破裂
4
