第二部分 电源系统
情境一 蓄电池的结构与检修
一辆解放牌柴油车（5t）蓄电池不能正常起动，测试表明蓄电池已经损坏。当换用两只骆驼牌QAW-100型新蓄电池后起动机能正常起动工作，但两个月后发动机又不能起动了。于是，再次更换了蓄电池。一个半月后发动机又出现不能起动的现象。
这是一起蓄电池异常损坏的故障，要排除该故障，必须了解蓄电池的结构、工作原理、使用及检查与维护的方法。
汽车电源系统的主要作用是向汽车上的用电设备供电，以满足汽车的用电需要。汽车电源系统主要包括蓄电池、发电机及电压调节器、电流表等。
汽车上所有的用电都是由蓄电池和发电机两个电源提供。
一、蓄电池的作用与分类
1．蓄电池的作用
蓄电池俗称“电瓶”，是一种将化学能转换为电能的装置，是一种可逆的直流电源。它在汽车上与发电机并联，向全车用电设备供电，其作用有：
1）发动机起动时，蓄电池可以向起动机提供强大的起动电流，同时给点火系统、仪表、电子控制系统等用电设备供电。
2）发动机低速运转时，蓄电池可以向一切用电设备和发电机励磁绕组供电。
3）发动机中、高速运转时，蓄电池可以将发电机剩余电能转化为化学能储存起来。
4）当用电设备过多时，超过发电机所能提供的电量时，蓄电池可以协助发电机向用电设备供电。
5）稳定电源电压，保护电器部件。它能吸收电路中出现的瞬时过高电压，保护电子元件和集成电路不被击穿，延长其使用寿命。
2．蓄电池的分类
汽车上一般采用铅酸蓄电池（又称铅蓄电池），其主要目的是起动发动机。目前汽车上常用的蓄电池有：普通铅酸蓄电池、少维护或免维护蓄电池、干荷电蓄电池、湿电荷蓄电池、封闭式免维护蓄电池、胶体电解质蓄电池等，此外还有混合型蓄电池和重组式蓄电池。这里主要介绍以下几种。
（1）普通铅酸蓄电池
如图2.1所示，这种蓄电池起用时，需要增加电解液再经初充电后才能使用。
图2.1 普通铅酸蓄电池
（2）少维护免维护蓄电池
免维护蓄电池也叫MF蓄电池，目前在汽车上得到广泛的应用。其外观如图2.2所示。蓄电池盖上有一检查指示器，它实际是蓄电池内装的比重计，能随时了解电解液的密度、存电情况及液面高度。免维护蓄电池在合理使用过程中无须添加蒸馏水，同时电桩腐蚀轻，内阻小，自行放电少，低温起动性能好，比常规蓄电池使用寿命长。在车上或储存时不需要补充充电。
图2.2 免维护蓄电池
（3）干荷电蓄电池
干荷电蓄电池在干燥状态下能够长期（一般为2年）保存制造过程中所得到的电荷。在规定的保存期内如需使用，只要加入符合规定相对密度的电解液，静置30min，即可使用，不需要初充电。干荷电蓄电池外观与普通铅酸蓄电池相同。
（4）湿荷电蓄电池
存放期极板呈湿润状态保持其荷电性的蓄电池，称为湿荷电蓄电池。湿荷是指蓄电池在存放期（约为6个月）内，加注标准密度的电解液至规定的高度即可使用，首次放电量可达额定容量的80%。若存放时间过长，则需经过短时间的补充充电才能使用。
（5）胶体电解质蓄电池
胶体电解质蓄电池如图2.3所示，其电解质用经过净化的硅酸钠溶液和硫酸水溶液混合后，凝结成稠厚的胶状物质，故而得名。
图2.3 胶体电解质蓄电池
二、蓄电池的结构
蓄电池由3个或6个单格电池串联而成，每个单格电池的电压约为2V，串联成6V或12V，以供汽车选用。普通铅酸蓄电池主要由极板、隔板、电解液槽、外壳、联条、极桩（也叫蓄电池桩头或极柱）等组成。其构成如图2.4所示。
图2.4 普通铅酸蓄电池的结构
1．极板
极板是蓄电池的核心部分。蓄电池充放电过程中，电能与化学能的相互转换是依靠极板上的活性物质与电解液中的硫酸进行化学反应来实现的。极板的结构如图2.5所示。
图2.5 极板的结构
蓄电池极板分正、负极板，由栅架和活性物质组成。活性物质填充在铅锑合金铸成的栅架上，正极板上的活性物质是褐色的二氧化铅（PbO2），负极板上的活性物质是青灰色海绵状铅（Pb）。
一片正极板和一片负极板浸入电解液中，可得到2V左右的电动势。为增大蓄电池容量，常将多片正、负极板分别并联组成正、负极板组，如图2.6所示。
图2.6 单体电池极板组
在栅架的铅锑合金中，加入锑是为了提高栅架的机械强度和浇铸性能。但是锑会加速氢的析出而加速电解液的消耗，还会引起蓄电池自放电和栅架腐蚀，缩短蓄电池使用寿命。目前国内外已使用铅锑砷合金栅架，提高了栅架的硬度和机械强度，延长了电池的寿命。
因为正极板附近的化学反应剧烈，所以蓄电池使用寿命主要取决于正极板。因此，正极板一般设计得要比负极板厚。一般正极板厚度为2.2～2.4mm，负极板厚度为1.6～1.8mm。近几年出现了薄型极板，厚度为1.1～1.5mm。薄型极板对提高蓄电池的比容量和改善起动性能都是很有利的。
【注意】因为正极板的强度较低，所以在单格电池中，负极板总比正极板多一片，从而使每一片正极板都处于两片负极板之间，保持了其放电的均匀性，防止其变形。
2．隔板
为避免正、负极板彼此接触而导致短路，可以在正、负极板间用绝缘的隔板隔开。隔板具有多孔性，以利于电解液自由渗透，减小蓄电池内阻。此外隔板还应具有耐酸、耐热，不氧化、不变形，不含杂质，亲水性好，有一定的机械强度等特性。隔板的面积一般比极板稍大一些。
常用的隔板材质有木质、微孔橡胶、微孔塑料、玻璃纤维等。微孔塑料隔板孔径小、孔率高，薄而柔软，成本低，因此目前被广泛使用。
近年来，通常将免维护蓄电池的隔板制成袋式隔板，装入正极板，这样可以起到良好的分隔作用，同时还能增大极板的面积，进而增大蓄电池容量。
3．电解液槽
电解液的作用是与极板上的活性物质发生电化学反应，进行电能和化学能的相互转换。电解液由高浓度的1.84g/cm3的化学纯硫酸和蒸馏水配制而成，其标准密度为1.28±0.01g/cm3（25℃时），使用时可以根据当地的最低气温进行适当选择，如表2.1所示。
表2.1 不同地区和气温条件下的电解液密度
电解液的纯度是影响蓄电池性能和使用寿命的重要因素。一般工业用硫酸和普通水中，因含有铁、铜等有害杂质，绝对不能加到蓄电池中去；否则蓄电池容易自行放电，且容易损坏极板。因此，蓄电池电解液要用规定的专用硫酸和蒸馏水配制。
使用中应注意，电解液的腐蚀性极强，溅到皮肤上或眼睛里会受伤。如若溅到，应立即用大量清水冲洗，然后请医生处理。
配制电解液时，最好配戴眼镜、戴长胶手套，尽量控制住浓硫酸的飞溅；浓硫酸若飞溅到皮肤上会灼伤皮肤。
配制电解液：配制场地应通风良好，在开口比较大（利于散热）的容器里放入适量蒸馏水，蒸馏水里放入密度计，用胶管从浓硫酸容器中吸出浓硫酸注入蒸馏水表面，并轻轻地搅动蒸馏水，随时观察密度计的读数，直到密度计读数约为1.25g/cm3时，停止注入浓硫酸；之后，等电解液降温至室温时，检测其浓度是否适合，再适当调整电解液密度。
4．外壳
蓄电池外壳用于盛放电解液和极板组，必须耐酸、耐寒、抗振，并有足够的机械强度，一般用橡胶或塑料制成。12V电池由6个互不相通的单格组成一个整体。为防止极板的活性物质脱落后造成短路，在每个单格的底部都有凸起的肋条以搁置极板组；肋条之间的空隙可以积存极板脱落下来的活性物质。
每个单格电池都有一个加液孔，可以加注电解液或检测电解液密度。孔盖上设有通气孔，便于排出蓄电池内部的H2和O2，防止外壳胀裂，发生事故。
5．联条
联条的作用是将单体电池串联起来，以提高整个蓄电池的端电压。单体电池的串联方式有传统外露式、内部穿壁式和跨接式三种，如图2.7所示。
图2.7 单体电池的连接方式（a）传统外露式；（b）内部穿壁式；（c）跨接式
6．极桩
极桩有锥台形和L形等形式，如图2.8所示。为便于识别，通常在正极桩的上方或旁边标有“+”（或P），负极桩的上方或旁边标有“-”（或N）的标记；或者在正极上涂红色油漆。
图2.8 极桩（a）锥台形极桩；（b）L形极桩；（c）装配前的L形极桩
三、蓄电池的工作原理
蓄电池的工作原理就是化学能与电能的相互转化：当蓄电池将化学能转化为电能时，蓄电池向外供电，称为放电过程；而当蓄电池与外部直流电源相连，将电能转化为化学能时，称为充电过程。蓄电池的基本工作原理如图2.9所示。
图2.9 蓄电池的工作原理（a）放电开始；（b）放电结束；（c）充电结束
1．放电过程
当蓄电池充满电时，正极板活性物质为二氧化铅（PbO2），负极板的活性物质为海绵状纯铅（Pb）；放电时，蓄电池与外电路接通后，电流在极板电势差的作用下，从正极流出，经过灯泡流回负极，使灯泡发光。
在放电过程中，正极板的铅离子得到来自负极的两个电子后，变成二价铅离子，与电解液中的硫酸根离子反应生成硫酸铅（PbSO4，附着在正极板上）；负极板上每个铅原子放出两个电子后，生成的铅离子与电解液中的硫酸根离子反应，生成硫酸铅（PbSO4，附着在负极板上），消耗电解液中的硫酸而产生水，电解液密度降低。
2．充电过程
充电时，在放电后的蓄电池上接一个充电器。当充电器电压高于蓄电池电动势时，电流将从蓄电池正极流入，负极流出。这时正、负极板发生的反应与放电过程相反。
在充电过程中，正极板活性物质由硫酸铅（PbSO4）转变为二氧化铅（PbO2），负极板上的活性物质由硫酸铅（PbSO4）转变为纯铅（Pb）；电解液中消耗了水，生成硫酸（H2SO4），电解液密度逐渐上升。只要充电过程在进行，上述化学反应就不断进行。当极板上的物质全部转变完成后，蓄电池就充足了电。
总结：蓄电池充放电过程中的化学反应是可逆的，可用下式表示：
四、蓄电池的使用
1．蓄电池的识别
按照标准JB/T 2599—2012的规定，蓄电池的产品型号由三部分组成，其排列如图2.10所示。
图2.10 蓄电池的排列
图2.10中“Ⅰ”表示串联的单格电池数，用阿拉伯数字表示，蓄电池的标准电压是该数字的2倍。
图2.10中“Ⅱ”表示蓄电池的类型和特征，用汉语拼音大写首字母表示。第一个大写字母表示蓄电池的类型，如“Q”表示起动用铅酸蓄电池，“M”表示摩托车用；第二个字母表示蓄电池的特征，干封普通极板蓄电池可省略不写，如“A”表示干荷电，“H”表示湿荷电，“W”表示免维护，“S”表示少维护，“J”表示胶体电解液。
图2.10中“Ⅲ”表示蓄电池的额定容量和特殊性能。我国目前规定采用20h放电率的额定容量，用数字表示，单位为A·h（安培·小时）；特殊性能用大写字母表示，如“G”表示高起动率，“S”表示塑料槽，“D”表示低温起动性好。
例：图2.11所示的蓄电池的型号为6-QA-100AH，表示该蓄电池由6个单格组成，额定电压为12V，额定容量为100A·h，是采用塑料整体式外壳的起动干荷电蓄电池。
图2.11 蓄电池的型号
2．蓄电池的正确使用
1）使用起动机时，每次起动时间不应超过5s，两次间隔时间应大于15s；如出现连续三次起动不成功时，应查明原因，排除故障后再起动发动机。
2）定期检查蓄电池电解液高度，如电解液不足，要及时进行补充，如图2.12所示。
图2.12 补加蒸馏水
3）冬季补加蒸馏水时，只能在充电前进行，以便蒸馏水与电解液混合而不至于结冰。
4）要保持蓄电池外部清洁，以防间接短路和电极接线柱腐蚀。
5）要经常检查蓄电池在车上安装是否牢靠，电极接线柱与接线头的连接是否坚固。
6）要经常疏通加液孔盖上的通气孔；检查加液孔盖是否拧紧，以免汽车振动而使电解液溢出。
7）定期对蓄电池进行补充充电，以保证蓄电池始终保持充足电的状态。
8）要经常检查蓄电池的放电情况；放完电的蓄电池应在24h内及时充电。
9）在车上拆蓄电池时，应先拆负极电缆，再拆正极电缆；安装时则按相反顺序进行，以免拆装过程中造成蓄电池短路。
五、蓄电池的充电
1．充电种类
蓄电池的充电种类有初充电、补充充电和去硫化充电等。
（1）初充电
新蓄电池或更换极板修复后的蓄电池在使用之前的首次充电为初充电。初充电过程较复杂，时间也较长，比较难控制，所以一般是由蓄电池生产厂家来完成。
（2）补充充电
蓄电池在使用过程中，如果发现下列情况之一时，都必须进行补充充电。
1）起动机运转无力，灯光比平时暗淡，电喇叭声音小。
2）冬季放电超过25%，夏季放电超过50%。
3）蓄电池电解液密度下降到1.15g/cm3以下。
4）储存不用已近一个月的普通蓄电池。
补充充电电流约为蓄电池额定容量的1/10，需充至冒气泡；单格电压为2.3～2.4V，电解液密度应达到规定值（如免维护蓄电池的壳体有微热）为止。
（3）去硫化充电
1）当蓄电池发生极板轻度硫化时，可用去硫化充电法加以消除。
首先倒出原有的电解液，并用蒸馏水清洗两遍，再加入足够的蒸馏水。
然后接通充电电路，用1/10额定容量的电流进行充电，当密度上升到1.15g/cm3时倒出电解液，加入蒸馏水再进行充电。如此反复多次，直到电解液密度不再增加为止。
最后，倒出全部电解液，重新加入标准液进行充电，并调节电解液的密度到标准值。
2）当蓄电池发生极板严重硫化时，可用以下方法加以消除：
首先，倒出原有的电解液，并用开水清洗两三遍，然后加入足够的电解液。
其次，接通充电电路，用1/10额定容量的电流进行充电；充电需至冒气泡，单格电压应为2.3～2.4V，电解液密度达到标准值时停止。
【特别提示】正在充电时，最好不要在充电室内起用明火；否则可能会导致蓄电池爆炸。
2．充电方法
蓄电池的充电方法有定流充电、定压充电和脉冲充电三种。
（1）定流充电
蓄电池在充电过程中，充电电流保持恒定不变的充电方法称为定流充电。由于充电过程中蓄电池的电动势逐渐升高，因此充电过程中要不断调整充电电压。当单格电压升到2.4V（电解液开始冒泡）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。
定流充电时，被充电的蓄电池采用串联接法进行充电，如图2.13所示。
图2.13 定流充电时蓄电池的连接
（2）定压充电
在充电过程中，加在蓄电池两端的电压保持恒定不变的充电方法，称为定压充电。
定压充电的特点是：充电开始，电流很大；随着蓄电池的电动势不断提高，充电电流逐渐减小；充电终了，充电电流将自动减小到0。
定压充电具有充电时间短、充电过程中无须调整充电电压的优点，因此适用于蓄电池的补充充电。定压充电时，被充电的蓄电池采用并联接法进行充电，如图2.14所示。
图2.14 定压充电时蓄电池的连接
（3）脉冲充电
脉冲快速充电法也称为分段充电法。充电初期采用大电流，可以使电池在较短的时间内达到额定容量的60%左右；当单格电压上升到2.4V，电解液开始分解出气泡时，在充电设备控制下，进行脉冲充电。
脉冲快速充电法的优点是：充电速度快，可缩短充电时间；增加蓄电池容量，极板去硫化明显。缺点是：出气率高，即充电过程中产生大量的气泡；对极板活性物质的冲刷力强，易使活性物质脱落；对蓄电池的使用寿命有一定的影响。
六、蓄电池使用的有关事项
1．蓄电池充电完毕的标志
1）电解液中剧烈冒气泡，呈“沸腾”现象或电解液呈“浑浊”现象。
2）端电压上升到最大值2.7V，且在2～3h内不再上升。
3）电解液密度上升到最大值，密度为（1.28±0.01）g/cm3（25℃时），且在2～3h内不再上升。
4）蓄电池壳体有轻微的、均匀的发热现象。
2．影响蓄电池容量的因素
蓄电池的容量标志着蓄电池对外供电的能力，是指一完全充足电的蓄电池，在允许的放电范围内所输出的电量。蓄电池的容量分为额定容量和起动容量。影响蓄电池容量的因素包括两个方面。
（1）构造因素对容量的影响
1）极板厚度越薄，活性物质的利用率就会越高，容量就越大。
2）极板面积越大，同时参与反应的物质就越多，容量就越大。
3）同性极板中心距越小，蓄电池内阻越小，容量就越大。
（2）使用因素对容量的影响
1）放电电流：放电电流越大，蓄电池容量就越低，因此起动汽车时应严格按要求操作。
2）电解液温度：电解液温度降低，蓄电池的输出容量就减少，因此冬天易导致起动失败。
3）电解液密度：电解液密度适当增大会增加蓄电池容量，但密度过大会导致蓄电池早期损坏。
七、蓄电池的检查
1．普通铅酸蓄电池性能的检查
（1）电解液液面高度的检测
检测电解液液面高度的方法有两种，即液面高度指示线法和玻璃管测量法。
1）液面高度指示线法：对于使用透明工程塑料壳体的蓄电池，可以通过观察液面高度指示线来检查电解液的液面高度，如图2.15所示。
图2.15 液面高度指示线法
2）玻璃管测量法：将一空心玻璃管插在蓄电池电解液内极板的上平面处；用手指按紧玻璃管上端使管口密封；提起玻璃管，此时玻璃管内所吸取的电解液的高度即为液面高度，标准值应为10～15mm，如图2.16所示。
图2.16 玻璃测量法
（2）蓄电池端电压的检测
用蓄电池高功率放电计测量蓄电池端电压的方法如下：关闭点火开关，将高功率放电计的红色夹（针）与蓄电池的正极相连，将黑色夹（针）与蓄电池的负极相连，如图2.17所示；按压高功率放电计开关并保持5～10s后放开，待测试仪上的指针静止不动后读出读数，如图2.18所示。此读数即为蓄电池的端电压。
图2.17 高功率放电计
图2.18 读数
蓄电池的检测如下：
1）如电压≥11.5V，则表明蓄电池良好。
2）如电压在9.6～11.5V，则表明蓄电池较好。
3）如电压<9.6V，则说明蓄电池需要充电或存在故障。
4）如电压迅速下降，值较低，则说明蓄电池损坏。
（3）电解液密度的检测
测量前紧捏密度计的橡皮球，排除空气，将橡皮管插入电解液，慢慢放松橡皮球，吸取蓄电池中的电解液，直到浮子浮起，如图2.19所示。
图2.19 用密度计吸取电解液
可根据浮子高度与浮子刻度线之间的关系，读出高度的数值，如图2.20所示。也可通过浮子的彩色标记来粗略估计密度值，判断蓄电池的放电程度。
图2.20 读数
1）电解液处于黄色区域，说明电解液的密度值在1.25～1.30g/cm3，电量充足。
2）电解液处于绿色区域，说明电解液的密度值在1.15～1.25g/cm3，电量比较充足。
3）电解液处于红色区域，说明电解液的密度值在1.10～1.15g/cm3，电量不足，需充电。
2．免维护蓄电池的检查
对于全密封型免维护蓄电池，由于无加液孔，所以不能采用传统的密度计来测量电解液密度以判断其技术状况；但可以通过顶端的检查孔观察其颜色来判断蓄电池的技术状况，如图2.21所示。
图2.21 免维护蓄电池技术状况的检查
【特别提示】目前市场上所有的蓄电池厂家在一个蓄电池上都只安装一个观察孔，但它并不能全面反应蓄电池的技术状况；因为一个蓄电池有6格，观察孔只能观察到一个单格电池的技术情况，而另外5个单格电池的技术情况并不能反映出来。所以，在检测免维护蓄电池技术状态时，还要参考其他技术配合检测才能保证完全正确。
3．蓄电池电极桩头的检测
为保证蓄电池在汽车上能给起动机提供足够的起动电流，除蓄电池本身技术状况良好外，蓄电池电极桩头与电缆线的连接非常重要。电极桩头与电缆的连接情况可以通过检测二者间的电压降来确定。如图2.22所示，将万用表的正极一端连接在蓄电池负极桩上，将万用表负极一端连接在负极电缆夹上，起动起动机，使起动机带动发动机运转，这时万用表的读数应小于0.5V；否则说明极桩与线夹接触不良，将产生起动困难。当极桩与线夹接触不良时，若是两者之间被氧化，应清除氧化物，并涂抹黄油保证以后不会氧化；若是线夹松动，则应重新固定牢靠。
图2.22 蓄电池极桩的检测
正极桩与线夹间的接触不良，检测方法与负极相似，只是万用表的表笔刚好相反。
八、蓄电池常见故障及排除方法
蓄电池常见的故障有自行放电、极板硫化、极板活性物质脱落和极板短路、壳体破裂、极桩损坏、蓄电池反极性等。
1．自行放电
（1）故障现象
充足电或正常使用的蓄电池放置几天时间后，在无负荷的情况下，出现电量低，甚至无电。
（2）故障原因
1）电解液不纯，电解液中的杂质沉附于极板上产生局部放电；电解液溢出堆积在盖板上，使正、负极桩之间形成通路。
2）蓄电池内部短路，隔板破裂或极板活性物质脱落；下部沉淀物过多，使正、负极板短路。
3）蓄电池长期放置不用，导致硫酸下沉；下部密度比上部大，使极板上下部发生电位差。
4）与蓄电池相连电路有短路现象；电路漏电。
（3）排除方法
1）关闭所有用电设备，断开蓄电池负极电缆，用试灯（10W灯泡做成的）两端分别接在接地电缆与蓄电池负极之间，若试灯一直亮则是电路漏电，应检查电路电器（参考本节“典型故障案例二”的检修方法）；若试灯不是一直亮，则是蓄电池发生故障。
2）打开蓄电池的加液盖，用高功率放电计给蓄电池放电，同时观察电解液。若有电解液不断地冒小气泡，则是活性物质脱落；若电解液里冒青烟，则是蓄电池内部的联条断裂。
3）若是因为电解液不纯、有异物，则可清除杂物，倒出电解液，用蒸馏水反复冲洗，最后加入标准液充电即可。
2．极板硫化
（1）故障现象
1）蓄电池容量降低；用高率放电计检测，单格电压迅速下降。
2）电解液密度下降到低于规定的正常数值。
3）蓄电池开始充电或充电完毕时电压过高，单格可达2.7V以上。
4）蓄电池在充电过程中不会产生气泡；电解液不会产生浑浊现象。
5）蓄电池在充电过程中温度上升过快、过高，可达45℃以上。
6）在极板上生成坚硬、不易溶解的白色大颗粒物。
（2）故障原因
1）蓄电池放完电后长期没有充电；硫酸铅不断在电解液中有溶解与结晶两个相反的过程，并交替进行；经过多次溶解再结晶，便在极板上形成粗大的不易溶解的硫酸铅晶体。
2）蓄电池经常过量放电或小电流深放电，由此导致在极板细小孔隙的内层生成硫酸铅。
3）电解液液面过低，极板上的活性物质露在空气中被氧化，汽车行驶时电解液波动并接触氧化了的活性物质，生成粗晶粒的硫酸铅。
4）初充电不彻底或长期在半充电状态下使用；极板上的放电产物硫酸铅如果长期存在，也会通过再结晶形成粗大的颗粒。
5）电解液不纯或其他原因导致蓄电池自行放电，均会产生硫酸铅，从而为硫酸铅再结晶提供物质基础。
（3）排除方法
排除方法是采用去硫化充电法。
3．极板活性物质脱落和极板短路
（1）故障现象
1）充电时有褐色物质自底部上升，主要是正极板上的PbO2脱落。
2）充电时电解液温度迅速升高，而端电压和电解液密度上升缓慢。
3）用高功率放电计放电时端电压迅速下降；短路的单格有小气泡冒出。
（2）故障原因
1）充电电流过大或过度充电时间长。
2）低温时大电流放电；极板拱曲从而使隔板破裂。
3）蓄电池在使用过程中受到剧烈振动。
4）活性物质大量脱落沉积于蓄电池底部，使极板底部短路。
（3）排除方法
1）若是专业维修蓄电池的技术员，可以采取清洗短路的单格蓄电池，或换单格铅板法来排除故障。
2）若是非专业维修蓄电池的其他人员则要更换整个蓄电池。
4．壳体破裂
（1）故障现象
蓄电池壳体破裂漏水，导致蓄电池不能正常使用。
（2）故障原因
1）蓄电池底部壳体被粗大的石子、螺钉或其他凸出物磨破。
2）因交通事故等冲击行为击破蓄电池壳体。
（3）排除方法
用70W以上的电烙铁焊补破损处，然后补加足够的标准液充满电，即可使用。
5．极桩损坏
（1）故障现象
蓄电池极桩磨损、破裂以致无法正常连接电缆。
（2）故障原因
1）蓄电池桩头由于反复紧固产生磨损或断裂。
2）操作不当使蓄电池正、负极短路；大电流放电使桩头熔化。
（3）排除方法
采用铅焊法重新焊接蓄电池桩头。具体步骤如下：
1）准备材料工具：锉刀1把，碳棒1颗，大线夹3个，粗电缆1段，工具刀1把，备用蓄电池桩头若干。
2）自制焊具：粗电缆两端各压接一个大线夹。
3）焊接蓄电池桩头：
①用锉刀、工具刀等先对损坏的桩头进行外形加工，以达到能与备用桩头对接为准，之后用锉刀去除桩头上的氧化物。
②打开蓄电池加液盖，用自制焊具的一端夹住没有损坏的蓄电池桩头，另一端夹住碳棒。
③将备用桩头与需焊桩头对接，并用夹子夹紧。
④用焊具上的碳棒在需焊处划动以熔化铅块，直到焊接牢固为止。焊接方法如图2.23所示。
图2.23 蓄电池桩头的焊接方法——铅焊
6．蓄电池反极性
（1）故障现象
1）蓄电池组电压下降，输出容量下降。
2）极板、极桩颜色异常，严重时会造成活性物质脱落和极板拱曲。
3）用万用表测量蓄电池电压时，得到的电压为负数。
（2）故障原因
1）多个蓄电池串联使用时，如果个别蓄电池或蓄电池单格的容量比其他的蓄电池单格都低，成为一个反极充电电池，则其实质就是放电过量。
2）充电时，蓄电池与充电机接线为反向（充电机“+”极接到电瓶“-”极），会造成充电电流反向。
（3）排除方法
当发现蓄电池有反极性现象时，应立即对反极蓄电池进行单独充电，并对反极蓄电池进行多次充放电循环锻炼，直至其与其他蓄电池一致。
若反极性严重时，则只能更换蓄电池。
典型故障案例
掌握了蓄电池的基础知识及常见故障的排除方法后，现在来解决前面遇到的蓄电池异常损坏的故障问题。
案例一：蓄电池异常损坏的故障排除。
故障现象：
一辆解放牌柴油车（5t）的蓄电池不能正常起动，测试表明蓄电池已经损坏。当换用两只骆驼牌QAW-100型新蓄电池后起动机能正常起动工作；但两个月后发动机又不能起动了；再次更换蓄电池后一个半月，发动机又出现不能起动的现象。
故障排除：
用万用表测量蓄电池电压为10.7V；用高功率放电计测试仪测试时，电压急剧降低到2V，同时观察到蓄电池极板拱曲，有大量活性物质脱落，并不断有小气泡冒出。从测试和观察看，都说明蓄电池已损坏。考虑蓄电池极板弯曲和活性物质脱落与蓄电池的充电电流及使用温度有关，所以又测量了汽车的充电电压和蓄电池温度。结果发现充电电压为14.8V。但同时也发现：在排气管朝向蓄电池方向一侧有一个80mm的裂纹；当发动机运转时，高温废气会不断地吹向蓄电池壳体，导致蓄电池温度很高。在焊接好裂纹、更换了蓄电池之后，故障被排除。
故障分析：
高温废气不断地给蓄电池加热，导致蓄电池温度超过45°而引起极板弯曲，这是引起该故障的主要原因。
案例二：一辆JAC小型货车正常熄火，车主打电话10min后再次起动汽车时，汽车没有任何反应。
故障现象：
一辆JAC小型货车由于找不到目的地，于是停车熄火，打电话寻问道路，10min后起动汽车时，汽车没有任何反应，开大灯也不亮，按喇叭也不响。经与车主交流得知，该车在2年内换了3个蓄电池，现在车上的蓄电池才换了3个月。
故障排除：
用万用表测量蓄电池电压，为0.15V；根据维修经验，这应是漏电故障；为确定是哪里漏电，进行了以下步骤：
1）给原车蓄电池并联一个充足电的蓄电池，关闭点火开关及一切用电设备，拆开蓄电池负极电缆，在蓄电池负极与负极电缆之间串联一个10W的试灯，结果试灯一直发亮，且亮度较大。这说明汽车线路存在漏电现象。
2）经过仔细观察发现，该货车在起动机30#接线柱处有两条易熔线，这两条易熔线是供全车用电的；于是，断开这两条易熔线，结果试灯仍然亮。这说明是起动系统主电路有漏电之处。
3）到底是起动机漏电，还是起动机主电路漏电呢？还不能确定，必须进行更深入的检查。于是拆下起动机上的30#线，结果试灯不亮了；再搭上试灯又亮了；取开又熄灭。由此可以确定是起动机漏电。
4）最后拆检起动机发现，是起动机电磁开关内部导电盘与30#接线柱、C接线柱因烧蚀而黏到一起了；当更换电磁开关后故障排除。
故障分析：
电磁开关内部导电盘与30#接线柱、C接线柱因烧蚀而黏到一起，这就使30#与C接线柱导通，即使关闭了点火钥匙起动机也会一直在大电流放电，所以出现10min就放完蓄电池的电的现象。
案例三：微型电动汽车加电油门时不能开动。
故障现象：
一辆微型电动汽车，打开钥匙时，电量指示灯指示满电；但加电油门时汽车不会动，同时电量指示灯完全熄灭。
故障排除：
1）用千斤顶顶起驱动轮，加大油门，车轮会转动，但电量表读数也会下降；油门加得越大，电量表下降越多，直至完全熄灭。
2）一边加油门，一边用万用表逐个测量蓄电池的电压，当测到第二个蓄电池时，电压表指示为6V，油门加更大时，电压为0V；而其他蓄电池电压为12V以上，可见这个蓄电池有故障。
3）打开蓄电池所有加液口，用高功率放电计测试，按压放电按钮时，电压为0V，同时蓄电池第三格电解液冒出青烟，且有“吱吱”的微弱响声。经仔细观察发现，该格蓄电池的联板已断裂。经过重新焊接（采用铅焊技术）断裂处后，蓄电池恢复了使用功能。
知识拓展
电动汽车用蓄电池
汽车上所用的蓄电池由于比能量小、需经常充电，因此不宜作为电动汽车的动力电源。电动汽车上使用的蓄电池应符合以下要求：使用寿命长，比能量高；使用持续里程长，质量小；充、放电性能好。目前电动汽车用蓄电池的种类很多，如镉镍电池、氢镍电池、钠硫电池、锂电池、锌—空气电池等，如图2.24所示。
图2.24 电动汽车蓄电池
1．镉镍电池
镉镍电池的比能量可达53W·h/kg，其比功率超过190W/kg，可以对其快速充电；另外，其过充放电性能好，深度放电性能好，循环使用寿命长。
2．氢镍电池
氢镍电池是由以储氢合金作为活性物质的负极、以氢氧化镍作为活性物质的正极以及隔膜组成。其比能量可望超过80W·h/kg，循环使用寿命可望超过2000次。
3．钠硫电池
钠硫电池是一种新型的高能电池，其理论比能量可高达760W·h/kg，目前实际上才达到300W·h/kg，而且其充电持续里程长、循环寿命长。
4．锂电池
锂电池（这里主要是指二次锂电池）具有比能量高等一系列优点。锂电池有锂离子电池、高温锂熔盐电池、锂聚合物电池（常温）及锂聚合物固体电解质电池（常温）四种。这里主要介绍下面两种。
（1）高温锂熔盐电池
这种电池的负极是锂合金，正极是硫化铁。硫化铁有两种，即FeS和FeS2。这种电池目前一般为比能量100W·h/kg，比功率100～120W/kg，100%放电时的循环寿命约为350次。
（2）锂聚合物电池（常温）
这种电池用锂合金作阳极，用高分子导电材料作阴极，用有机溶剂作电解质。导电材料的种类很多，有聚乙烯、聚苯胺、聚对苯酚等。其中，聚苯胺电池的比能量有望达到350W·h/kg，但比功率目前只有50～60W/kg，寿命也只有300次左右。另外，此种电池的过充电、快充电、价格等问题还有待解决。
5．锌—空气电池
锌—空气电池的比能量可达400W·h/kg。在充电状态，正极是空气电极，活性物质是空气中的氧；负极是纯锌电极，电解液为KOH水溶液。充电时，锌—空气电池的工作电压为1.1～1.4V，放电终止电压为0.9V。