项目二 蓄电池的维护与更换
项目引入
舅舅家修理厂来了一辆2005款捷达轿车，行驶4年，里程80 000km，最近出现起动无力，隔夜时无法起动现象。舅舅让他给看一下，卡卡想露一手，但这问题该怎样解决呢？
任务一 蓄电池的基础知识
（1）了解蓄电池的结构、型号及工作原理。
（2）了解蓄电池的日常维护方法。
一、蓄电池的定义
汽车蓄电池是一种将化学能转化为电能的装置，是可逆的直流电源。一旦连接外部负载或接通充电电路，即开始了它的能量转换过程。在放电过程中，蓄电池的化学能转变成电能；在充电过程中，电能转变成化学能。
蓄电池分为碱性蓄电池和酸性蓄电池两大类，目前乘用车上广泛采用起动性能好的酸性蓄电池，酸性蓄电池主要有两种，即可维护蓄电池和免维护蓄电池，如图2-1和图2-2所示。
图2-1 可维护蓄电池
图2-2 免维护蓄电池
二、蓄电池的功能
如图2-3所示，蓄电池作为汽车上的辅助电源，它的功能主要有以下几方面。
图2-3 蓄电池的功能
（1）发动机起动时，能够提供较大的电流，使起动机带动发动机旋转。
（2）在发动机低转速时，或发电机不发电时，保证车上用电设备正常工作。
（3）发动机中高速运转时，将发电机剩余的电能储存起来。
（4）可以吸收系统电压的波动。
（5）保证长时间汽车的记忆功能及报警功能有效。
三、蓄电池的结构
普通型蓄电池由单格的电池组成，每只单格电池电压约为2V，一般将3个或6个单格电池串联成一只6V或12V蓄电池总成。蓄电池主要由极板、隔板、电解液和外壳4部分组成，如图2-4所示。电解液由纯硫酸与蒸馏水按一定比例配制而成。
图2-4 蓄电池结构
极板是蓄电池的核心部分，它分为正极板和负极板，如图2-5所示。正极板上的活性物质是二氧化铅（PbO2），呈深棕色；负极板上的活性物质是海绵状的纯铅（Pb），呈青灰色。当铅蓄电池的正、负极板浸入电解液中时，在正、负极板间就会产生约2.1V的静止电动势。
图2-5 极板
1—正极板；2—负极板
为什么铅酸型蓄电池负极板比正极板多一片呢？
四、蓄电池的型号
蓄电池的型号按《铅酸蓄电池 名称、型号编制与命名办法》（JB/T2599—2012）规定，国产蓄电池的型号共分为3段5部分，其产品型号的编制和含义如下：
（1）串联的单格蓄电池数。3表示3个单格，额定电压为6V；6表示6个单格，额定电压为12V。
（2）蓄电池类型是根据其主要用途来划分的。例如，起动用蓄电池代号为“Q”，摩托车用蓄电池代号为“M”，JC表示舰船用铅蓄电池，HK表示航空用铅蓄电池。
（3）蓄电池特征为附加部分，仅在同类用途的产品中具有某种特征而在型号中又必须加以区别时采用。当产品同时具有两种特征时，原则上应按表2-1所示的顺序将两个代号并列标志。
表2-1 蓄电池产品特征代号
| 代号 | 产品特征 |
|---|---|
| A | 干荷电 |
| H | 湿荷电 |
| S | 少维护 |
| F | 防酸式 |
| Y | 液密式 |
| Q | 气密式 |
| I | 激活式 |
| D | 带液式 |
| W | 免维护 |
| J | 胶质电解液 |
（4）额定容量是指20h放电率额定容量，单位为安时（A·h），一般指电池放电流的数值与放电持续时间的乘积。例如，放电电流为4A，可持续放电20h，则该电池的安时数是80A·h。
（5）在产品具有某些特殊性能时，可用相应的代号加在产品型号的末尾。例如，G表示高起动率电池，S表示塑料外壳电池。
例如，图2-6所示的蓄电池型号6-QA-195，表示该蓄电池由6个单体电池组成，额定电压为12V，额定容量为195A·h。
图2-6 蓄电池型号
汽车用蓄电池必需满足发动机起动需要，即短时间内向起动机提供大电流（汽油机为200~600A，柴油机可达1000A），这种蓄电池通常称为起动型蓄电池。
五、日常维护
汽车用铅蓄电池的正常寿命应在两年以上，但如果使用维护不当，也有可能造成蓄电池早期损坏甚至报废。
因此在车辆定期保养时要注意以下几点。
（1）蓄电池安装应牢固可靠，以防脱落、震动或裂口。
（2）桩头导线连接应可靠，且清洁、无氧化物。
（3）保持表面清洁，通气孔畅通。
（4）及时检查电解液面高度。
（5）避免长时间使用起动机。
（6）防止蓄电池电量入不敷出，应及时补充充电。
任务二 蓄电池的充电
（1）了解蓄电池维护的相关知识。
（2）能使用充电机对亏电蓄电池进行充电操作。
（3）能严格遵守安全规程和操作规范。
蓄电池具有储存电能的作用。在正常情况下，蓄电池所消耗的电能，可以通过发电机得到补充。如果一味消耗，又不及时补充，就会出现亏电的情况。
车辆遇到蓄电池亏电无法起动，最简单实用的应急处理方法是用一个正常的蓄电池和故障车蓄电池相连，进行跨接起动，如图2-7所示。两蓄电池正极和正极，负极和负极相连。起动汽车后，中速运转20min以上就可自行起动了。但要彻底解决问题，还需用充电机给蓄电池充电。
图2-7 蓄电池跨接起动
一、蓄电池需充电的判定
怎样才能知道蓄电池电能消耗殆尽，需要充电了呢？一般在以下几种情况下，我们判定蓄电池需要充电了。
（1）蓄电池使用时间不是很长，且出现发动机起动困难。
（2）车上用电设备使用较多，且发电机供电能力低。
（3）把车辆存放一整夜，而忘记关闭用电设备。
（4）免维护蓄电池的指示器显示为需充电状态，如图2-8所示。
图2-8 蓄电池测量
当12V蓄电池电压降到10.5V，电解液密度降至1.170g/mL，免维护蓄电池显示需充电状态时，应停止使用，需对蓄电池进行充电。
当蓄电池放电后，用直流电源按与放电电流相反的方向通过蓄电池，使它恢复工作能力，这个过程称为蓄电池充电。蓄电池充电时，电池正极与电源正极相联，电池负极与电源负极相联，充电电源电压必须高于电池的总电动势。充电方式有定流充电和定压充电两种。
二、充电设备
要想学会给蓄电池充电，我们首先得了解一下充电设备。蓄电池的充电设备有硅整流充电机和起动电源两种。
（1）硅整流充电机（见图2-9）。它是一种将交流电变换为直流电的充电设备，在汽车运输部门、修理厂被广泛使用。硅整流充电机具有操作简单、体积小、重量轻、维护方便、整流效率高、寿命长等优点。
图2-9 硅整流充电机
（2）起动电源（见图2-10）。它是一种既可以用于充电，也可作为起动电源来使用的设备。通过连接背面两组接线柱，可对不同电压的蓄电池进行充电（12V或24V），在汽车蓄电池电压不足时，可作为起动电源起动发动机。它具有操作简单、输出电流大、充电效率高、寿命长等优点。
图2-10 起动电源
认识了充电机，下一步来学习怎样使用它。充电机输入电源是交流电，分为220V和380V两种，连接时要仔细阅读说明书，看好接线柱标识。220V充电机接在交流电源一根零线和一根火线上；380V充电机接在交流电源两根火线上。充电机输出电源为直流电，分为12V和24V两种，可以通过调节开关进行转换，分别给不同电压的蓄电池进行充电。充电机面板上有电流表、电压表、电流调节钮、电压调节钮、电源开关、电源指示灯等。
在蓄电池与充电机的连接过程中，要小心谨慎，切记电池正极与电源正极相联，电池负极与电源负极相联，如图2-11所示。
图2-11 充电机220V接线
三、常用的充电方法
学会了充电机的使用，下面介绍两种简便易行的充电方法。
1．并联方法充电
在充电过程中，加在蓄电池两端的充电电压保持恒定不变的充电方法，称为定电压充电，如图2-12所示。其特点是充电开始时，充电电流很大，随着蓄电池电动势的不断提高，充电电流逐渐减小。充电终了，充电电流将自动减小到零，因而不需要人为看管，多用于长时间蓄电池充电。一般情况下，12V蓄电池充电电压为15V即可。
图2-12 定电压充电
2．串联方法充电
蓄电池在充电过程中，其充电电流保持恒定不变，随着蓄电池电动势的逐步提高，逐步增加充电电压的方法叫定电流充电，如图2-13所示。当充到蓄电池单格电压升到2.4V，轿车蓄电池升至15V（电解液开始冒气泡）时，再将充电电流减小一半后保持恒定，直到蓄电池完全充足。此法能够在短时间内完成蓄电池约80%的电能充电，适用于情况紧急的快速充电法。例如，对于80A·H蓄电池开始应以20A恒定电流充电，3h就能完成约80%的电能充电。
图2-13 定电流充电
操作 蓄电池的充电
当蓄电池有亏电现象时，应及时进行按下列操作步骤进行充电维护。
步骤一：检查蓄电池外观，并对蓄电池进行清洗
步骤二：将所有蓄电池盖打开，调整电解液位置
步骤三：按需要的充电方式，连接充电机及蓄电池正负极
步骤四：按蓄电池规格和实际情况，选择充电挡位
步骤五：打开充电机电源开关，调整至合适的电流、电压
步骤六：根据蓄电池容量、充电电流，估算出充电时间
步骤七：充电过程中蓄电池温度过高、冒出气泡过多，此时应调低充电电流
步骤八：充好电后，先关闭充电机电源开关，再取下蓄电池连线
当给多个蓄电池充电时，对蓄电池既可采用串联接法，也可采用并联接法。具体如何操作，请参考相关资料。
（1）在充电过程中，要密切注意蓄电池的温度。
（2）初充电时应连续进行，不能长时间间断。
（3）充电场所要备用冷水、10％苏打溶液或10％氨水溶液。
（4）充电室安装通风装置，并要严禁明火。
（5）充电设备不应和蓄电池放置在同一工作间。
（6）充电时应先接牢电池线，再打开充电机的电源开关。停止充电时应先切断电源，再拆下电池线，严防火花发生。
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蓄电池充电作业工单 |
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|---|---|---|
| 整车型号 | ||
| 车辆识别代码 | ||
| 发动机型号 | ||
| 任务 | 作业记录内容 | 备注 |
| 一、前期准备 |
准备工具设备。□ 工位卫生清理干净。□ |
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| 二、操作步骤 |
1．测量你所分配蓄电池电压为 V，电解液密度为 g/mL，该蓄电池是否需要充电？ 2．你所观察的蓄电池观察口颜色为 。该颜色表示：□充足；□需充电；□更换。 3．将你所分配蓄电池与充电器连接，读出充电电压为 V，充电电流为 A，记录蓄电池规格为 。 4．充电结束时，充电器电压显示为 V，充电电流显示为 A，蓄电的池电压为 V。 5．画出你分配充电设备及蓄电池连线。 |
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| 三、竣工检查 |
将工具及物品摆放归位。□ 汽车整体检查（复检）。□ 整个过程按6S管理要求实施。□ |
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工单记录员： 车间主任： 客 户 签 字： 维修时间： |
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任务三 蓄电池的更换
（1）能够推断蓄电池亏电和更换原因。
（2）能对车辆的蓄电池是否需更换做判定，能完成相应的拆装操作。
（3）能严格遵守安全规程和操作规范。
冬季，尤其是北方的冬季是蓄电池较易出现故障的季节。一方面，车辆停放在室外，导致蓄电池温度低，电解液黏度增加，离子运动速度慢，另一方面，极板的收缩使得极板表面的孔隙缩小，电解液向极板孔隙内层渗入困难，使得极板孔隙内的活性物质不能充分利用，使蓄电池放电容量下降。冬季用起动机起动汽车时，发动机处在冰冷状态，起动阻力矩大大增加，所需放电电流大。温度低使蓄电池容量大大减小，这是冬季起动时总感到蓄电池电量不足的主要原因之一。
一、蓄电池需更换的几种情况
当一个蓄电池出现起动困难故障，一般通过以下几种情况来判定蓄电池是否需要更换。
（1）使用时间超过两年以上，或已超过厂家规定使用年限。
（2）经过反复充电后，仍不能恢复其正常使用性能。
（3）存在严重自放电现象，放一夜就无法起动。
（4）壳体破损，已有电解液渗漏现象。
（5）免维护蓄电池的指示器显示为需更换状态。
汽车用蓄电池必须满足发动机起动需要，即短时间内向起动机提供大电流。要想知道起动机是否需要更换，就是要看是否能通过负荷检测。
二、蓄电池的负荷检测
负荷检测可以确定蓄电池提供起动电流和维持足够点火系统工作电压的能力，蓄电池负荷检测时，要求被测蓄电池至少存电75％以上，若电解液密度低于1.22g/cm3，用万用表测得静止电动势不到12.4V，应先充足电，再做检测。
蓄电池负荷检测通常使用高率放电计和蓄电池容量表等来进行检测，两种检测仪工作原理和使用方法基本相同，具体操作见厂家使用说明。
1．使用高率放电计检测
将高率放电计（见图2-14）的正、负放电针分别压在蓄电池的正、负极柱上，保持15s，若电压保持在9.6V以上，说明性能良好，若稳定在10.6～11.6V，说明存电充足，若电压迅速下降，电压值在9.0V以下，在进行试验之后，这个低电压值经过一个很长的时间间隔保持不变，说明蓄电池已经损坏。
图2-14 高率放电计
2．使用容量表检测
用容量表的红色线夹夹持在蓄电池“+”接线柱上，黑色线夹夹持在蓄电池的“-”接线柱上。保证高率放电计的线夹与蓄电池的接线柱夹持牢靠，否则，测试时会产生火花，引起蓄电池爆炸。按下容量表的按钮，2～3s后放松按钮。此时容量表上的电压表，显示出蓄电池的存电量状况，如图2-15所示。
图2-15 容量表检测
3．随车起动测试
在起动系统正常的情况下，以起动机作为试验负荷。拔下分电器中央线并搭铁，将万用 表置于电压挡，接在蓄电池正负极上，接通起动机15s，读取电压表读数，对于 12V 蓄电池，应不低于9.6V，否则说明蓄电池有故障。
此项测量不能连续进行，必须间隔1min后才可以再次检测，以防止蓄电池损坏。
蓄电池的检查与维护
汽车蓄电池的拆卸
汽车蓄电池的安装
三、蓄电池的选用
蓄电池在选用时必须注意以下几点。
（1）电压必须和汽车电气系统的额定电压一致。
（2）容量必须满足汽车起动的要求。
（3）最好选用与原厂品牌、规格、容量相一致的产品。
（4）所选蓄电池极桩位置与原蓄电池极桩相一致，以免极桩位置相反使蓄电池线无法装上。
现代汽车中大量地使用电子设备，其音响、防盗、导航、电话、天窗、车窗等在断开电源后需重新进行设定和输入密码。所以在断开蓄电池负极时应注意收集密码和设定方法，如果无法得到密码和设定方法，则需向车辆提供备用电源，如图2-16所示。在没有备用电源的情况下，也可以采用蓄电池跨接的方法，但要对蓄电池正极电缆倍加小心处置，防止意外搭铁。
图2-16 汽车备用电源
四、蓄电池的维护与保养
蓄电池维护和保养时常用的检修工具有容量表、充电机、万用表、电极柱清理刷等，如图2-17所示。
（a）容量表 （b）充电机 （c）万用表 （d）电极柱清理刷
图2-17 蓄电池检修工具
蓄电池的清洁：
应经常清洗和检查蓄电池电缆与接线柱，以防止在连接处出现电压降，电缆连接松动或腐蚀是起动运转无力或不能起动车辆的常见原因，如图2-18所示。
（a）蓄电池电缆腐蚀，应该拆除清洗，或者更换相关部件
（b）蓄电池电缆已经被腐蚀老化接触不良，建议更换新电缆
（c）电极柱出现氧化物时，应该拆除后用开水冲洗即可去除
图2-18 蓄电池电缆与接线柱常见问题
在拆卸蓄电池接线柱时、一定要对积存在端头连接器上的腐蚀物进行清洗，蓄电池电缆已经被腐蚀接触不良的，建议更换新的电缆。如果电缆头上螺栓已腐蚀，无法拆卸，可用锯将其锯断，换上新螺栓。对于弹性电缆接头，用宽口夹、虎钳或蓄电池夹钳挤压接头的弹性端，使接头张开，将接头从极柱上取下。用电缆夹清理刷清理蓄电池电缆夹，用极柱清理刷清理蓄电池极柱，如果没有专用工具，使用纱布替代也可。正确清理步骤如图2-19所示。
（a）松开蓄电池负极电缆夹固定螺栓
（b）拆卸负极电缆夹
（c）松开蓄电池正极电缆夹固定螺栓
（d）拆卸正极电缆夹
（e）拆卸蓄电池压紧构件和隔热板
（f）从托架上取下蓄电池
（g）配制苏打（碳酸氢钠）溶剂
（h）涂在壳体上，防止溶液进去
（i）清理蓄电池电缆
（j）打磨蓄电池电极柱
（k）把蓄电池装回托架，紧固构件
（l）装好正负极电缆，紧固螺栓
图2-19 清理蓄电池电缆以及极柱的具体步骤
为避免给电流表造成损坏，在进行车身漏电检测前，要关闭车上所有用电设备，在检测过程中千万不要轻易去打开大功率用电设备。
检测车身漏电的方法，一般是将电流表串接在负极电缆中，先把万用表打到直流20A挡，如果发现放电电流很小，再转换到直流mA挡，黑表笔接蓄电池负极，红表笔接蓄电池负极电缆，这时表中的读数即为车身的漏电量，如图2-20所示。
图2-20 车身漏电的检测
电流表的读数等于或大于50mA，说明存在电流泄漏（具体车型会随制造商的不同而标准不一样）。检查行李箱、手套盒和发动机舱中的照明灯是否点亮。如果有灯亮着，将其熄灭，然后观察蓄电池的电流泄漏。如果此时的电流泄漏在规定范围之内，查找照明灯电路接通的原因并对其进行维修。如果电流泄漏的原因不在灯，则应在熔断丝盒或配电板查找原因，每拆掉一个熔断丝，然后观察电流表，如果拆掉某个熔断丝时的电流泄漏减小，那么最后拆掉的熔断丝所保护的电路就是问题源。
起动电压、充电电压测量：把万用表打到20V直流电压挡，用红表笔接蓄电池正极，黑表笔接蓄电池负极，在起动瞬间读取电压表读数应在11V左右，如图2-21所示。如果电压过低说明新换上的蓄电池效果不是很好。发动机正常运转10min以后，读取电压表读数应在14V左右，如图2-22所示。如果电压过低，说明充电系统有故障，应该进行维修。
图2-21 起动电压测量
图2-22 充电电压测量
在操作蓄电池更换项目过程中，切忌把工具随意摆放到蓄电池上，以免造成蓄电池短路。
操作 蓄电池的更换
步骤一：收集电子设备设定方法和防盗密码
步骤二：向电子设备提供备用电源
步骤三：先拆卸蓄电池负极
步骤四：然后拆卸蓄电池正极
步骤五：拆卸蓄电池固定卡子，从车上抬下蓄电池
步骤六：装上新的蓄电池，并紧固固定卡子
步骤七：安装蓄电池正极
步骤八：通过蓄电池负极，测量车身放电电流
步骤九：安装蓄电池负极电缆
步骤十：测量蓄电池起动电压
步骤十一：测量蓄电池充电电压
步骤十二：对电子设备进行设定和输入密码
电解液腐蚀性很强，溅到皮肤上或眼睛里会导致皮肤或眼睛受到腐蚀伤害，如果接触了蓄电池电解液要立即用苏打水冲洗，酸液溅到眼睛要立即用凉水或医用冲眼器冲洗，然后请医生处置。
（1）在拆卸过程中不要倾翻蓄电池超过40°，防止电解液流出腐蚀人体和车身。
（2）搬运蓄电池时应轻搬轻放，切不可随便敲打或在地上拖曳，避免造成机械损伤。
（3）安装蓄电池应固定牢靠，防止行车时振动和移位。
（4）在清洗蓄电池时可能对环境造成非常严重的污染，清洗后妥善处理污水。
（5）作业时注意佩戴护目镜及防酸手套，防止电解液溅到身上损伤人体，腐蚀衣物。
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蓄电池的更换作业工单 |
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|---|---|---|
| 整车型号 | ||
| 车辆识别代码 | ||
| 发动机型号 | ||
| 任务 | 作业记录内容 | 备注 |
| 一、前期准备 |
正确组装三件套（转向盘套、座套、换挡手柄套）、翼子板布和前格栅布。□ 工位卫生清理干净。□ |
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| 二、操作步骤 |
1．打开发动机舱盖。 2．清理蓄电池极柱，利用工具松开固定螺栓，首先取下极柱电缆夹，再取下极柱电缆。 3．松开蓄电池固定架，取下蓄电池。 4．检查极柱电缆夹及电缆线有无烧蚀损坏象，必要时更换新品。 5．换上新蓄电池，安装固定架。 6．首先安装极柱电缆，然后安装极柱电缆夹。 7．起动着车，测试放电电流是 mA，起动电压是 V，充电电压是 V。 |
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| 三、竣工检查 |
将工具及物品摆放归位。□ 汽车整体检查（复检）。□ 整个过程按6S管理要求实施。□ |
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工单记录员： 车间主任： 客 户 签 字： 维修时间： |
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京公网安备 11010602100287
