模块二 蓄电池

1、模块二模块二 电源系统电源系统汽车营销学院汽车营销学院上一页上一页下一页下一页 基本内容基本内容蓄电池的充电蓄电池的充电蓄电池的工作原理及工作特性蓄电池的工作原理及工作特性铅酸蓄电池的构造与型号铅酸蓄电池的构造与型号蓄电池的功用与分类蓄电池的功用与分类蓄电池的使用及维护蓄电池的使用及维护上一页上一页下一页下一页引言引言 蓄电池和发电机共同构成汽车电源系统。此外，汽车电源系统还包括电压调节器（用于动态调节交流发电机的输出电压）、电流表或其他充电状态指示装置（电压表或充电指示灯）、钥匙开关等，连接关系如图所示。 汽车电源系统用于向汽车用电设备提供低压直流电能，以保证汽车在行驶中和停车时的用电需要。

2、上一页上一页下一页下一页一、蓄电池的功用和分类一、蓄电池的功用和分类蓄电池的功用蓄电池的功用蓄电池的分类蓄电池的分类上一页上一页下一页下一页蓄电池（Battery，俗称电瓶。）是一种可逆的直流电源，有放电和充电两种工作状态。蓄电池的功用蓄电池的功用 在放电状态下，蓄电池可将化学能转变为电能；在充电状态下，蓄电池可将电能转变为化学能。 上一页上一页下一页下一页蓄电池的功用蓄电池的功用 在汽车上，蓄电池和发电机并联连接，两者协同工作，共同为汽车电气设备供电。 在发电机正常工作时，全车用电设备均由发电机供电，与此在发电机正常工作时，全车用电设备均由发电机供电，与此同时，蓄电池将发电机多余的电能转变为

3、化学能储存起来（即同时，蓄电池将发电机多余的电能转变为化学能储存起来（即蓄电池处于充电状态）。蓄电池处于充电状态）。上一页上一页下一页下一页 发动机起动时，向起动机和点火系统供电； 发电机不发电或电压较低时向用电设备供电； 发电机超载时，协助发电机供电； 发电机端电压高于蓄电池电动势时，将发电机的电能转变为化学能储存起来； 大电容器的作用，吸收发电机和电路中形成的过电压，保护车用电子元件。蓄电池的功用蓄电池的功用蓄电池的具体功用如下蓄电池的具体功用如下：蓄电池.swf上一页上一页下一页下一页蓄电池的分类蓄电池的分类类 型优 点缺 点适 用 车 辆铅酸蓄电池结构简单；价格便宜；内阻小；电压稳定；

4、可以短时间供给起动机强大的起动电流比容量小；使用寿命相对较短一般车辆镍碱蓄电池容量大；使用寿命长；维护简单；能承受大电流放电而不易损坏活性物质导电性差；价格较高使用时间长、可靠性高的车辆电动车蓄电池比容量大；无污染；充、放电性能好；使用寿命长结构复杂；成本高电动汽车 目前燃油汽车上使用的蓄电池主要有两大类：铅酸蓄电池和镍碱蓄电池。同时，由于人们对燃油汽车排放要求的提高和能源危机的冲击，各国正在不断探索和研制电动汽车，其主要的动力源为新型高能蓄电池。上一页上一页下一页下一页蓄电池的分类蓄电池的分类 铅蓄电池由于结构简单、价格便宜、内阻小、可以短时间供给起动机强大的起动电流而被广泛采用。铅蓄电池又

5、可以分为普通铅蓄电池、干荷电铅蓄电池、湿荷电铅蓄电池和免维护铅蓄电池。类 型特 点普通铅蓄电池新蓄电池的极板不带电，使用前需按规定加注电解液并进行初充电，初充电的时间较长，使用中需要定期维护。干荷电铅蓄电池新蓄电池的极板处于干燥的已充电状态，电池内部无电解液。在规定的保存期内，如需使用，只需按规定加入电解液，静置2030min即可使用，使用中需要定期维护。湿荷电铅蓄电池新蓄电池的极板处于已充电状态，蓄电池内部带有少量电解液。在规定的保存期内，如需使用，只需按规定加入电解液，静置2030min即可使用，使用中需要定期维护。免维护蓄电池使用中不需维护，可用34年不需补加蒸馏水，极桩腐蚀极少，自放电

6、少。上一页上一页下一页下一页蓄电池的分类蓄电池的分类 蓄电池在汽车上的安装位置根据车型和结构而定，原则上离起动机越近越好。大多数轿车的蓄电池装在发动机舱内，也有装在行李箱内，甚至装在后排乘客座椅下方的；货车蓄电池的安装位置以空载时质量平衡为原则，一般装在车架前部的左侧或右侧；客车的蓄电池多装在车厢内。蓄电池装在发动机舱内蓄电池装在发动机舱内 上一页上一页下一页下一页蓄电池的分类蓄电池的分类奥迪A4轿车蓄电池装在行李箱内备胎下面 上一页上一页下一页下一页蓄电池的分类蓄电池的分类 蓄电池都是用特制的金属框架和防振垫固定的。蓄电池的固定方式蓄电池的固定方式 上一页上一页下一页下一页蓄电池的分类蓄电池

7、的分类图图 蓄电池的固定方式蓄电池的固定方式 上一页上一页下一页下一页二、铅酸蓄电池的构造与型号二、铅酸蓄电池的构造与型号现代汽车用铅酸蓄电池由六只单格电池串联而成，每只单现代汽车用铅酸蓄电池由六只单格电池串联而成，每只单格电池的电压约为格电池的电压约为22，串联后蓄电池电压为，串联后蓄电池电压为1212。铅酸蓄电池主要由铅酸蓄电池主要由极板、隔板、电解液、外壳、铅连接条和极板、隔板、电解液、外壳、铅连接条和加注孔盖加注孔盖组成。组成。上一页上一页下一页下一页v极板极板 作用：接受充入的电能和向外释放电能 结构：由栅架和活性物质组成，分为正极板和负极板栅架的作用是固结活性物质，一般由铅锑合金制

8、成。铅酸蓄电池的构造铅酸蓄电池的构造上一页上一页下一页下一页铅酸蓄电池的构造铅酸蓄电池的构造极板正极板：活性物质为棕红色的二氧化铅负极板：活性物质为海绵状纯铅，呈青灰色上一页上一页下一页下一页 为了增大蓄电池的容量，一般将多片正极板和多片负极板分别并联，组成正极板组和负极板组。在每个单格电池中，负极板的数量总是比正极板要多一片，正极板都处在负极板之间，最外面两片都是负极板。铅酸蓄电池的构造铅酸蓄电池的构造上一页上一页下一页下一页v隔板隔板作用：在正、负极板间起绝缘作用，可使电池结构紧凑。要求：隔板有许多微孔，让电解液畅通无阻。 隔板一面平整，一面有沟槽。沟槽面对着正极板。使充放电时，电解液能通

9、过沟槽及时供给正极板，当正极板上的活性物质PbO2脱落时能迅速通过沟槽沉入容器底部。 铅酸蓄电池的构造铅酸蓄电池的构造上一页上一页下一页下一页铅酸蓄电池的构造铅酸蓄电池的构造注：沟槽应垂直放置，并朝向正极板。上一页上一页下一页下一页v电解液电解液 电解液（俗称电瓶水）是用纯净硫酸和蒸馏水按一定比例配制而成的稀硫酸溶液。使用地区最低温度/冬 季/(g/cm3)夏 季/(g/cm3) 01.241.24铅酸蓄电池的构造铅酸蓄电池的构造上一页上一页下一页下一页v外壳外壳 作用：装极板组和电解液 要求：耐酸、耐热、耐寒、抗震动 材料：硬质橡胶、沥青塑料、工程塑料铅酸蓄电池的构造铅酸蓄电池的构造上一页上

10、一页下一页下一页蓄电池的型号蓄电池的型号v举例举例： 6-QAW-100D “6”：单格电池数，标准电压为12伏。 “QAW”：表示干荷电免维护起动用铅蓄电池。 “100”：表示蓄电池的额定容量为100Ah。 “D”：表示蓄电池的特殊性能，低温起动性能好。 电池类型电池类型电池特征电池特征额定容量额定容量特殊性能特殊性能串联的单格电池数串联的单格电池数v组成组成： 上一页上一页下一页下一页蓄电池的型号蓄电池的型号在电解液初始温度为25时，以3A的放电电流持续放电20h，单格电压降到1.75V，其额定容量 C20=3*20Ah=60Ah注：注： 额定容量额定容量：以20h放电率的放电电流在电解液

11、初始温度25，密度为1.28g cm3的条件下，连续放电到规定的单格终止电压1.75V，蓄电池所输出的电量。 用C20表示。举例：举例：上一页上一页下一页下一页三、蓄电池的工作原理及工作特性三、蓄电池的工作原理及工作特性蓄电池的工作原理蓄电池的工作原理蓄电池的工作特性蓄电池的工作特性上一页上一页下一页下一页蓄电池的工作原理蓄电池的工作原理v蓄电池电动势的建立 PbO2+2H2O Pb(OH)4 Pb(OH)4 Pb4+4(OH)- Pb4+有沉附于极板的倾向,使极板呈正电位,而Pb4+也有与(OH)-结合,生成Pb(OH)4,当达到动态平衡时,正极板的电极电位为+2.0。 负极板上纯Pb电离为

12、Pb2+和2e， Pb2+进入电解液，2e留在负极板上，当达到动态平衡时,负极板具有-0.1伏的负电位。 综上所述，正负极板间具有2.1伏的电位差。上一页上一页下一页下一页v放电过程.swf蓄电池的工作原理蓄电池的工作原理蓄电池的工作原理蓄电池的工作原理上一页上一页下一页下一页v充电过程总方程式：蓄电池的工作原理蓄电池的工作原理上一页上一页下一页下一页v小结论蓄电池的基本工作原理.swf 蓄电池在放电时，电解液中的硫酸将逐渐减少，而水将逐渐增多，电解液密度下降；蓄电池在充电时，电解液中的硫酸将逐渐增多，而水将逐渐减少，电解液密度增加。因此，可以通过测量电解液密度的方法来判断蓄电池的充放电程度。

13、 在充放电时，电解液密度发生变化，主要是由于正极板的活性物质发生化学反应的结果，因此要求正极板处的电解液流动性要好。 蓄电池放电终了时，极板上尚余有70%80%的活性物质没有起作用。蓄电池的工作原理蓄电池的工作原理上一页上一页下一页下一页蓄电池的工作特性蓄电池的工作特性v蓄电池的静止电动势v蓄电池的内阻v蓄电池的放电特性v蓄电池的充电特性上一页上一页下一页下一页v静止电动势静止电动势定义： 在蓄电池内部工作物质的运动处于暂时的平衡状态时的蓄电池的电动势。测量方法：1.用直流电压表或万用表的直流电压直接测得。2.测出电解液密度再用经验公式求得。 蓄电池静止电动势； 25时电解液的密度 E0蓄电池

14、的工作特性蓄电池的工作特性上一页上一页下一页下一页v内阻内阻 极板电阻：在完全充电状态下是很小的，只有极板发生硫化故障时，极板电阻才明显增大。 隔板电阻：主要取决于隔板的材料、厚度和多孔性。 电解液电阻：与电解液的温度和密度有关。温度降低，电解液粘度增大，渗透能力下降，电阻增加；而电解液的密度过高或过低，均会导致电阻增大。 铅连接条电阻：采用穿壁式结构后，电阻可以忽略不计。蓄电池的工作特性蓄电池的工作特性上一页上一页下一页下一页蓄电池的放电特性蓄电池的放电特性放电终了特性： 1.单格电池电压下降至放电终止电压，以20h放电率放电，单格电池电压降至1.75V。 2.电解液密度下降至最小的许可值，

15、大约为1.11gcmcm3 3。上一页上一页下一页下一页 蓄电池的充电特性蓄电池的充电特性充电终了特性： 1.端电压和电解液密度均上升至最大值，且2h内基本不变。 2.蓄电池剧烈放出大量气泡，电解液沸腾。上一页上一页下一页下一页四、蓄电池的充电四、蓄电池的充电蓄电池的充电方法蓄电池的充电种类上一页上一页下一页下一页蓄电池的充电方法蓄电池的充电方法v定流充电定流充电 在充电过程中，充电电流保持一定的充电方法。 特点 充电过程中，为保证充电电流的恒定，电源电压和调节负载应随时变化； 充电电流大小可根据蓄电池的容量确定； 不同端电压的蓄电池可以串联充电； 充电时间长。上一页上一页下一页下一页 当单格

16、电池电压上升至2.4V，电解液开始有气泡冒出时，应将电流减半，直至完全充足电为止。 Ic=（115110）C20蓄电池的充电方法蓄电池的充电方法上一页上一页下一页下一页 特点 充电电流很大；充电45h蓄电池就可获得本身容量的90%95%； 单格电池的充电电压选择为2.5V； 充电初期电流不超过0.3C20。蓄电池的充电方法蓄电池的充电方法v定压充电定压充电 充电过程中，直流电源电压保持不变的充电方法。上一页上一页下一页下一页蓄电池的充电方法蓄电池的充电方法上一页上一页下一页下一页蓄电池的充电方法蓄电池的充电方法v快速充电快速充电 目前采用的方法有脉冲快速充电方法和大电流递减充电法。充电的电流波

17、形脉冲快速充电的特点脉冲快速充电的特点充电时间短、省时，新蓄电池初次充电一般不超过5h，旧蓄电池补充充电时间更短，只需0.51.5h，大大提高了充电效率。省电、节能，消耗电能仅为常规充电的8085。对蓄电池的寿命有一定影响，仍需进一步改进。上一页上一页下一页下一页v 蓄电池充电注意事项严格遵守各种充电方法的充电规范。将充电机与蓄电池连接时，要注意极性，正对正，负对负，以免损坏蓄电池。在充电机工作时，不要连接或脱开充电机引线。在充电过程中，要注意各个单格电池电压和电解液密度，及时判断充电程度和技术状况。在充电过程中，要注意各个单格电池的温升，以免温度过高，影响蓄电池的使用性能。室内充电时，打开蓄

18、电池加液孔盖，使气体顺利逸出，以免发生事故。充电室要安装通风设备，严禁在蓄电池附近产生电火花，明火和吸烟。充电时，导线必须连接可靠。蓄电池的充电蓄电池的充电上一页上一页下一页下一页六、蓄电池的使用与维护六、蓄电池的使用与维护蓄电池的维护蓄电池的维护蓄电池常见故障蓄电池常见故障蓄电池技术状况检查蓄电池技术状况检查上一页上一页下一页下一页蓄电池的维护蓄电池的维护v 定期检查蓄电池安装是否牢固v 经常检查蓄电池表面是否清洁v 定期检查电解液的液面高度v 检查蓄电池的放电程度v 连接蓄电池时，细心查明极性，正对正，负对负。v 脱开蓄电池时，始终要先拆负极（搭铁）电缆。v 千万不要把工具搁在蓄电池上。它

19、们可能会同时触及到两个极桩，使蓄电池短路而引起事故。v 蓄电池充电时析出的气体极易爆炸，应避免在蓄电池附近电焊或明火，禁止在蓄电池周围吸烟。上一页上一页下一页下一页免维护蓄电池免维护蓄电池免维护铅蓄电池的结构特点免维护铅蓄电池的结构特点采用低锑合金或铅钙合金制作的极板栅架，使蓄电池失水量少，同时使自放电小，荷电保持能力强。采用密封式压铸成型极桩，不易断裂，避免酸气腐蚀。采用聚丙烯塑料热压而成的外壳，槽底没有肋条，极板组可以直接放在蓄电池底部，而且外壳内壁较薄。采用袋式聚氯乙烯隔板，保护正极板上的活性物质不至脱落，防止极板短路。采用新型安全通气装置，避免爆炸，不必补加蒸馏水，减少接线端头腐蚀。上

20、一页上一页下一页下一页免维护铅蓄电池的优点使用中不需要加水；自放电少，寿命长；接线柱腐蚀较小；起动性能好。免维护蓄电池免维护蓄电池上一页上一页下一页下一页免维护蓄电池免维护蓄电池采用穿壁对焊式的铅连接条，减少内阻。内部装有液体密度计（电眼）。上一页上一页下一页下一页v用高率放电计测量放电电压 对于装有分体式容器盖的蓄电池，由于单个电池的极桩外露，还可以用高率放电计测量蓄电池各个单格在大电流放电时的电压值，即模拟接入起动机负荷，测量蓄电池在接近起动机起动电流放电时的端电压，用以判断蓄电池的放电程度和起动能力。蓄电池技术状况检查蓄电池技术状况检查上一页上一页下一页下一页蓄电池技术状况检查蓄电池技术

21、状况检查v 蓄电池开路电压的检查 要想获得准确的检测结果，蓄电池 必须是稳定的。若蓄电池刚补充完电，至少要等待10min，让蓄电池的电压稳定，才能进行测量。测量时把电压表接在蓄电池两极桩上，跨接时认准极性。测量开路电压，读书要精确到0.1V。开路电压/V充电状态（）12.6或12.6以上10012.412.67010012.212.4507512.012.2255011.712.002511.7或11.7以下0上一页上一页下一页下一页蓄电池的常见故障蓄电池的常见故障v极板硫化v自行放电v极板短路v活性物质脱落上一页上一页下一页下一页v极板硫化 蓄电池长期处于放电状态或者充电不足状态下，会在极板上逐渐生成一层白色的粗晶粒的硫酸铅，正常充电时，不能转化为PbO2和Pb，称为硫酸铅硬化，简称硫化。故障现象： 极板上有白色霜状物； 蓄电池容量明显下降； 用高率放电差检查，单格电压明显降低； 充电时单格电压迅速升高到2.8V，但电解液密度下降不明显，且过早出现沸腾现象。蓄电池的常见故障蓄电池的常见故障上一页上一页下一页下一页故障原因： 充电不足的蓄电池长期放置时，当温度升高时，极板上一部分硫酸