任务一 蓄电池性能检测
情境导入
情境描述
一辆2017年款的一汽迈腾B8，在起动时只听到起动机带动发动机缓慢旋转的声音，但发动机无法起动。你能完成这个检修任务吗？
情境提示
起动机运转缓慢，可能性最大的原因是蓄电池亏电，如果蓄电池性能正常，只要按要求充电即可，如果蓄电池损坏，则必须更换。
学习目标
知识目标
1）能描述蓄电池的作用和结构。
2）能描述蓄电池的型号和性能指标。
技能目标
能进行蓄电池性能检测。
一 基本知识
1.电源系统概述
汽车上采用的电源有两个：一个是蓄电池，如图2-1-1所示；另一个是发电机，如图2-1-2所示。
蓄电池是一种将化学能转变为电能的装置。用于汽车的蓄电池不仅必须满足起动发动机的需要，即在短时间内为汽车起动机提供足够大的电流，同时，还能为汽车上其他用电设备提供电能。汽车上采用的蓄电池一般是铅酸蓄电池。铅酸蓄电池结构简单、价格低廉，同时由于其内阻小、起动性能好，在汽车上得到广泛应用。
发电机主要作用是对除起动机以外的用电设备供电，还为蓄电池充电。汽车上采用的发电机一般是硅整流交流发电机。
图2-1-1 蓄电池实物图
图2-1-2 交流发电机实物图
2.蓄电池类型、结构、型号和容量
目前汽车上使用的蓄电池主要类型有普通铅酸蓄电池和免维护蓄电池两种。
（1）普通铅酸蓄电池的结构 铅酸蓄电池是在盛有稀硫酸的容器中插入两组极板而构成的电能储存器。容器一般分为6格，每格装有电解液，正负极板组浸入电解液成为单格电池。每个单格电池充满电时的标称电压为2.1V，6格串联起来成为12.6V蓄电池。
铅酸蓄电池由极板、隔板、外壳（壳体）、电解液等部分组成，如图2-1-3所示。
图2-1-3 蓄电池结构图
1）极板。极板是蓄电池的基本部件，用于接受充入的电能和向外释放电能，通过极板上活性物质与电解液中硫酸的化学反应实现蓄电池在充电与放电过程中电能和化学能之间相互转换。
极板分正极板和负极板两种。正极板上的活性物质是二氧化铅，棕红色；负极板上的活性物质是海绵状纯铅，青灰色。正、负极板上的活性物质分别填充在铅锑合金铸成的栅架上。
2）隔板。为了避免正负极板相互接触而短路，正负极板之间采用绝缘的隔板隔开。隔板材料具有多孔性结构，以使电解液自由渗透，而且它的化学性能稳定，具有良好的耐酸性和抗氧化性。常见的隔板材料有木材、微孔橡胶、微孔塑料、玻璃纤维纸浆和玻璃丝棉等几类。
3）电解液。铅酸蓄电池的电解液由密度为1.84g/cm3的纯硫酸和蒸馏水配制而成，密度一般在1.24～1.31g/cm3，使用时根据当地最低气温或制造厂的要求进行选择。
4）外壳。蓄电池外壳为一整体式结构的容器，极板、隔板和电解液均装入外壳内。
5）其他零部件。蓄电池的其他零部件包括铅联条和加液孔（含加液孔盖）等。
（2）免维护蓄电池 免维护铅蓄电池又称MF蓄电池，结构组成和普通蓄电池相同，主要是制造工艺上得到改善，外观上没有普通蓄电池的加液孔盖，如图2-1-4所示。
图2-1-4 免维护蓄电池
免维护蓄电池主要有以下特点：
1）使用中不需要加水。普通蓄电池用铅锑合金制造，栅架上的锑会污染负极板上的海绵状纯铅，减弱了完全充电后蓄电池内的反电动势，造成水的过度分解，大量氧气和氢气分别从正负极板上逸出，使电解液减少，在使用过程中会发生减液现象。免维护蓄电池采用铅钙合金制造，用钙代替锑，并且采用袋式隔板将极板完全包住，从而改变完全充电后蓄电池的反电动势，减少过充电流，液体汽化速度减低，从而减低了电解液的损失。
免维护蓄电池因其在正常充电电压下，电解液仅产生少量的气体，极板有很强的抗过充电能力，而且具有内阻小、低温起动性能好等特点，因而在整个使用期间不需添加蒸馏水。
2）起动性能好。免维护蓄电池由于单格电池之间采用了穿壁式连接，缩短了电路的连接长度，减小了内阻，可以使联条上的功率损失减少80%，放电电压提高0.15～0.4V，因此与普通蓄电池相比具有较好的起动性能。
3）接线柱腐蚀较小。免维护蓄电池设有新型安全通气装置，不仅能将酸气保留在单格电池内部，而且能够预防火花或火焰进入蓄电池；该种电池不但可以减少或避免由外部原因引起的蓄电池爆炸，而且能够保持蓄电池盖顶部的干燥，从而减少了接线柱的腐蚀，保证电气线路连接牢固可靠。
4）自放电少，寿命长。免维护蓄电池的正常使用寿命为4年，比普通蓄电池提高一倍。
（3）铅酸蓄电池的型号 根据汽车用起动型铅蓄电池相关标准规定，国产铅酸蓄电池的型号分为三个部分，其排列及其含义如图2-1-5所示。
图2-1-5 蓄电池型号的含义
第1部分表示串联的单格电池数，用阿拉伯数字组成，蓄电池额定电压是这个数字的2倍。
第2部分表示蓄电池的类型和特征，用汉语拼音字母表示。其中前一部分字母表示蓄电池的类型，如Q表示起动用铅蓄电池；后一部分为蓄电池的特征代号见表2-1-1，如A表示干荷电式。
表2-1-1 蓄电池的特征
第3部分表示蓄电池的额定容量，单位为安培小时（A·h）。
此外，部分蓄电池在额定容量后面用一个字母表示其具有的特殊性能，如：Q表示高起动率；S表示塑料槽；D表示低温起动性能好；G表示薄型极板的高起动率电池。
例如，6-QAW-100，表示由6个单格电池组成，额定电压为12V，额定容量为100A·h的起动用干荷电免维护铅蓄电池。
（4）铅酸蓄电池的容量
1）额定容量。额定容量是指完全充足电的蓄电池，在电解液平均温度为25℃的情况下，以20h率放电的电流，连续放电至单格电压降为1.75V时所输出的电量。
例如，3-Q-90型蓄电池，在电解液平均温度为25℃的情况下，以4.5A放电电流连续放电20h后，单格电压降为1.75V，它的额定容量Q=4.5A×20h=90A·h。
2）起动容量。起动容量表示蓄电池接通起动机时的供电能力，有常温和低温两种起动容量。
①常温起动容量是指当电解液温度为25℃时，以3倍额定容量电流放电，放电持续时间5min以上，连续放电至规定的终止电压时输出的电量。
例如，3-Q-90型蓄电池，在电解液平均温度为25℃的情况下，以270A放电电流放电5min后，电池的端电压降为4.5V，其起动容量Q=270A×(5/60)h=22.5A·h。
②低温起动容量是指电解液温度为-18℃时，以3倍额定容量电流放电，持续时间2.5min以上，连续放电至规定的终止电压时输出的电量。
二 基本技能
蓄电池的检测
蓄电池的充电
以下介绍蓄电池的性能检测指标和检测方法。
（1）蓄电池端电压测试 蓄电池端电压测试是用来判断蓄电池是否亏电的常用方法，一个充满电的蓄电池，理论电压为12.6V，夏天蓄电池放电超过50%就需要充电（即蓄电池电压低于12.2V需充电），冬天蓄电池放电超过25%就需要充电（即蓄电池电压低于12.4V需充电）。
测试步骤如下：
1）检查蓄电池外观。如图2-1-6所示，检查蓄电池极桩处有无腐蚀；蓄电池有无电解液渗漏；摇晃蓄电池有无松动。发现异常应维修或更换。
图2-1-6 检查蓄电池外观
警告：在检查过程中，避免手接触到极桩的腐蚀物和渗漏的电解液。
2）打开点火开关。
3）打开前照灯或者鼓风机风速调到最大，工作30s左右。
4）关闭点火开关，关闭汽车上所有的用电设备。
5）检查万用表，然后调至直流电压20V档位。
6）测试蓄电池电压。如图2-1-7所示，万用表红色表笔连接至蓄电池正极，黑色表笔连接至蓄电池负极，然后观察万用表的读数和记录数据。
理论电压：12.6V，夏天低于12.2V需充电，冬天低于12.4V需充电。
（2）蓄电池冷起动电流测试 在起动发动机时由蓄电池向起动机供电，如果蓄电池不能满足起动需要，就需要更换蓄电池。为了满足汽车起动需要，蓄电池必须满足冷起动测试和起动电压测试，为了延长蓄电池的使用寿命，建议使用蓄电池智能测试检测。
图2-1-7 万用表检查蓄电池
1）关闭汽车所有用电设备。
2）如图2-1-8所示，读取蓄电池标签上的相关信息，记录蓄电池上的额定容量、冷起动电流等信息。
3）如图2-1-9所示，蓄电池测试仪红色夹子连接蓄电池正极，黑色夹子连接蓄电池负极。
图2-1-8 读取蓄电池信息
图2-1-9 测试仪连接蓄电池极桩
4）如图2-1-10所示，根据参数，在测试内容选择“蓄电池”，选择“STANDARD标准选择”，按“ENTER”确认，选择蓄电池测试标准范围。
图2-1-10 蓄电池测试仪选择蓄电池测试内容
5）按“ENTER”选择“冷起动电流选择”，调节至蓄电池上的参考值。
6）如图2-1-11所示，按“ENTER”选择“蓄电池测试”，再按“ENTER”进行测试，屏幕会显示测试结果。
图2-1-11 蓄电池测试结果
（3）起动电压测试
1）关闭汽车所有用电设备。
2）蓄电池测试仪红色夹子连接在蓄电池正极，黑色夹子连接至蓄电池负极。
3）如图2-1-12所示，进入主界面选择“起动系统负荷”，按“ENTER”进入测试界面，起动发动机，测试仪会自动记录起动时蓄电池的最低电压，并记录测试结果。
图2-1-12 起动电压测试