汽車電器教學(xué)講座PPT

1、 2 學(xué)習(xí)本課程的意義 n汽車由四大部分組成汽車由四大部分組成： n 發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤、車身、電器 n發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)汽車的心臟 n電電 器器汽車的靈魂 3 4 學(xué)習(xí)本課程的意義 n目前新車型不斷推出，變化最多的是電器配 置。 n平均而言，電器裝備占整車成本的比重大約是： n普通汽車：20%30% n高檔轎車：50%以上 5 學(xué)習(xí)本課程的意義 n電子技術(shù)廣泛應(yīng)用于電子技術(shù)廣泛應(yīng)用于： n發(fā)動(dòng)機(jī)控制、底盤控制、車身控制、故障診斷 n影音、通信、導(dǎo)航、防撞、防盜、等 n對(duì)汽車的： n動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性、安全性、操縱性、穩(wěn)定 性、舒適性以及環(huán)保（排污）性 n都有直接而且重要的影響 6 學(xué)習(xí)本課程的意義

2、n汽車的機(jī)械部分已經(jīng)發(fā)展到了極限 n今后發(fā)展的主要空間在汽車電器 n具體而言，就是： n最新的電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)在汽車上的應(yīng)用 n作為汽車業(yè)內(nèi)人員，必須及時(shí)掌握汽車電器的知識(shí) 7 學(xué)習(xí)方式學(xué)習(xí)方式 n學(xué)習(xí)方式包括學(xué)習(xí)方式包括： n1、課堂講授 n2、實(shí) 訓(xùn) n3、研 討 n 階段性地對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容作回顧、總 結(jié)、思考。 n提出學(xué)習(xí)中遇到的問題，通過(guò)討論，深化掌 握所學(xué)內(nèi)容。 課堂講授課堂講授 實(shí)實(shí) 訓(xùn)訓(xùn) 研研 討討 研討研討 8 學(xué)習(xí)方式學(xué)習(xí)方式 n快樂學(xué)習(xí)、學(xué)習(xí)快樂快樂學(xué)習(xí)、學(xué)習(xí)快樂 n享受學(xué)習(xí)、學(xué)習(xí)享受享受學(xué)習(xí)、學(xué)習(xí)享受 9 學(xué)習(xí)內(nèi)容 n一、汽車電器裝置一、汽車電器裝置 n二、汽車

3、電子控制系統(tǒng)二、汽車電子控制系統(tǒng) 10 學(xué)習(xí)內(nèi)容 n一、汽車電器裝置一、汽車電器裝置 n由：供電系統(tǒng)、用電設(shè)備、檢測(cè)裝置和配電 裝置四部分組成 n1、供電系統(tǒng)、供電系統(tǒng) n蓄電池（第一章） n發(fā)電機(jī)與調(diào)節(jié)器（第二章） 11 學(xué)習(xí)內(nèi)容 n2、用電設(shè)備、用電設(shè)備 n起動(dòng)系統(tǒng)（第三章）、點(diǎn)火系統(tǒng)（第四章）、 n照明與信號(hào)系統(tǒng)（第五章）、儀表與顯示系 統(tǒng)（第六章）、 n輔助電器設(shè)備（第十一章） 12 學(xué)習(xí)內(nèi)容 n3、檢測(cè)裝置、檢測(cè)裝置 n各種檢測(cè)儀表、傳感器 n4、配電裝置、配電裝置 n中央配電盒、電路、開關(guān)、熔斷器、易熔線、 繼電器、插接件、導(dǎo)線 n（第十二章） 13 學(xué)習(xí)內(nèi)容 n二、汽車電子控制系

4、統(tǒng)二、汽車電子控制系統(tǒng) n1、發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng) n第4章（電控點(diǎn)火系統(tǒng)）、第7章（電噴系統(tǒng)） n2、底盤電子控制系統(tǒng)、底盤電子控制系統(tǒng) n第8章（abs）、第10章（自動(dòng)變速器、電控懸架）、電控動(dòng) 力轉(zhuǎn)向、四輪轉(zhuǎn)向控制 n3、車身電子控制系統(tǒng)、車身電子控制系統(tǒng) n第9章（srs）、第10章（巡航控制、防盜系統(tǒng)） 課程只能介紹部分內(nèi)容，打基礎(chǔ)。需要不斷學(xué)習(xí)課程只能介紹部分內(nèi)容，打基礎(chǔ)。需要不斷學(xué)習(xí) 14 第一章 蓄電池 n第一章第一章 蓄電池蓄電池 n蓄電池蓄電池是 n可逆式 直流 電源， 15 16 第一章 蓄電池 n蓄電池與發(fā)電機(jī) 后組 成汽車電源。 n各有分工。 n蓄

5、電池是1859年由普蘭特 (plante)發(fā)明的，至今已有 一百多年的歷史。 100多年歷史 17 第一章 蓄電池 n汽車蓄電池的作用汽車蓄電池的作用： n（1）起動(dòng)時(shí)，向起動(dòng)機(jī)、點(diǎn)火系供電。 n（2）發(fā)電機(jī)不發(fā)電或電壓較低時(shí)，供電。 n（3）發(fā)電機(jī)負(fù)荷較大時(shí)，協(xié)助發(fā)電機(jī)供電。 n（4）儲(chǔ)存發(fā)電機(jī)富裕電量，實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換和儲(chǔ)存。 n（5）大電容，吸收瞬時(shí)過(guò)電壓，穩(wěn)定電路電壓，保 護(hù)電子元件不受損壞。 最主要的作用 18 第一章 蓄電池 n汽車蓄電池分類汽車蓄電池分類 n須滿足發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)起動(dòng)的需要即在短時(shí)間內(nèi)提供大 電流（幾百安）稱為。 n還有多種分類：根據(jù)電解液的不同，蓄電池又可分為酸性蓄電池和

6、堿性 蓄電池。 n鉛酸蓄電池優(yōu)點(diǎn)：鉛酸蓄電池優(yōu)點(diǎn)：內(nèi)阻小，電壓穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、 成本低，起動(dòng)性能好在汽車上應(yīng)用廣泛。 優(yōu)優(yōu) 點(diǎn)點(diǎn) 19 1.1 蓄電池的結(jié)構(gòu)與型號(hào) n 1. 1.1 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) n蓄電池的結(jié)構(gòu)如圖 20 1. 1.1 蓄電池結(jié)構(gòu) n汽車蓄電池分 隔為6個(gè)單格， n每個(gè)單格電池 的標(biāo)稱電壓標(biāo)稱電壓為 2v 21 1. 1.1 蓄電池結(jié)構(gòu) n單格電池由：正、負(fù)極板、隔板等組成。 n將6個(gè)單格電池用鉛連接條串聯(lián)后，裝在殼體 內(nèi)，注入電解液，用極柱對(duì)外連接，即制成 一只12v蓄電池總成。 n問：蓄蓄 電電 池池 的的 組組 成成 ？ 22 23 1. 1.1 蓄電池結(jié)構(gòu) n1 、極板、極

7、板 n極板分為正極板和負(fù)極板，是蓄電池的， 由 柵架和 活性物質(zhì) 構(gòu)成。 n蓄電池在充、放電過(guò)程中，電能和化學(xué)能的相互轉(zhuǎn) 換，就是依靠極板上活性物質(zhì)與電解液中硫酸的化 學(xué)反應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 24 正極板正極板上是pbo2， 呈深棕色。 負(fù)極板負(fù)極板上是pb， 呈青灰色。 25 1. 1.1 蓄電池結(jié)構(gòu) n柵架柵架的作用是 容納活性物質(zhì) 并使極板成形。 n有鉛銻和鉛鈣 合金兩種。 26 1. 1.1 蓄電池結(jié)構(gòu) n加入銻是為了提高柵架的 機(jī)械強(qiáng)度并改善澆鑄性能 n但鉛銻合金耐電化學(xué)腐蝕 性能差，銻易析出，引起 蓄電池的自放電和柵架的 膨脹、潰爛。 n當(dāng)前柵架多采用鉛鈣合金 普通負(fù)極板的厚度厚度為1.

8、8mm，正 極板為2.2mm。 薄型極板，厚度為1.11.5mm 27 1. 1.1 蓄電池結(jié)構(gòu) n為了增大蓄電池的容量， n將多片正、負(fù)極板分別并聯(lián)并聯(lián)組成正、負(fù)， n正、負(fù)極板相互嵌合，中間插入隔板。 28 1. 1.1 蓄電池結(jié)構(gòu) n正極板處于負(fù)極板之間，兩側(cè)放 電均勻， n否則，正極板的機(jī)械強(qiáng)度差，單 面工作會(huì)使兩側(cè)活性物質(zhì)體積變 化不一致，而造成極板拱曲。 29 1. 1.1 蓄電池結(jié)構(gòu) n2. 隔隔 板板 n為了減小減小蓄電池的內(nèi)阻和尺寸，蓄電池內(nèi)部正、 負(fù)極板應(yīng)盡可能地靠近。 n為避免短路，正負(fù)極板之間要有隔板隔板。 n隔板材料材料：多孔、化學(xué)性能穩(wěn)定、耐酸、抗氧 化 30 31

9、 32 1. 1.1 蓄電池結(jié)構(gòu) n隔板隔板有：木質(zhì)、微孔橡膠、微孔塑料以及浸樹脂紙 質(zhì)等。 n老式老式隔板帶溝槽，安裝時(shí)，帶溝槽的一面應(yīng)面向正 極板。這是因?yàn)檎龢O板在充、放電過(guò)程中化學(xué)反應(yīng)激烈，溝槽能使電 解液較順利地上下流通。同時(shí)，使正極板上脫落的活性物質(zhì)順利地掉入殼 底槽中。 n現(xiàn)在多用袋狀隔板袋狀隔板（將微孔塑料隔板制成袋狀，緊包在正極板外部， 可進(jìn)一步防止活性物質(zhì)脫落，避免極板內(nèi)部短路并使組裝工藝簡(jiǎn)化） 33 1. 1.1 蓄電池結(jié)構(gòu) n3. 殼體殼體 n盛放電解液和極板組 n材料材料：耐酸、耐熱、耐振、絕緣性好、并且 有一定機(jī)械強(qiáng)度 n早期采用硬橡膠，目前 聚丙烯塑料 n殼體為整體

10、式結(jié)構(gòu)，分成6個(gè)單格，底部有突 起的肋條，用來(lái)擱置極板組。 n肋條間的空隙用來(lái)積存脫落下來(lái)的活性物質(zhì)，以防止在極板 間造成短路。 34 35 1. 1.1 蓄電池結(jié)構(gòu) n殼體上部每個(gè)單格都 有一個(gè)加液孔加液孔， n可用于檢查電解液液 面高度和測(cè)量電解液 密度，用螺塞密封。 36 1. 1.1 蓄電池結(jié)構(gòu) n螺塞上有通氣孔，可 使充電時(shí)產(chǎn)生的h2 和o2隨時(shí)逸出。 37 1. 1.1 蓄電池結(jié)構(gòu) n蓄電池由單格電池串聯(lián)而成。 n蓄電池的串聯(lián)方式一般有傳統(tǒng)外露式鉛連接 條連接、內(nèi)部穿壁式連接和跨越式連接三種 38 1. 1.1 蓄電池結(jié)構(gòu) n4. 電解液電解液 n高純度硫酸+蒸餾水 按比例配制 n

11、電解液密度一般為1.241.30 g/cm3 39 1. 1.1 蓄電池結(jié)構(gòu) n注意配制順序：硫酸+水 n不同地區(qū)和氣候條件下電解液相對(duì)密度要求 不同，見下表1-1。 n總體上是：密度密度 n北方北方 南方，冬季南方，冬季 夏季夏季 不能反 40 表1-1 不同地區(qū)和氣候條件下電解液的密度要求 氣候條件 (冬季溫度) 蓄電池時(shí)的密度/（ g/cm3） 冬季 夏季 低于-40地區(qū) 1.311.25 高于-40地區(qū)1.291.25 高于-30地區(qū)1.281.25 高于-20地區(qū)1.271.24 高于0地區(qū)1.241.24 41 1.1.2 蓄電池的規(guī)格型號(hào)蓄電池的規(guī)格型號(hào) n目前執(zhí)行的最新標(biāo)準(zhǔn)是g

12、b/t5008-2005起 動(dòng)用鉛酸蓄電池 n型號(hào)分為5部分： n n比如： n6qa58g 42 1.1.2 蓄電池的規(guī)格型號(hào) n第第部分部分蓄電池單格電池?cái)?shù)量，用阿拉伯 數(shù)字表示。 n第第部分部分蓄電池用途，用大寫字母表示。 （“汽車用” “q” ，“摩托車用” “m”） n第第部分部分蓄電池特征，用大寫字母表示。 （可省略，特征代 號(hào)見表1-2） 43 1.1.2 蓄電池的規(guī)格型號(hào) n第第部分部分20 h放電率的額定容量（用數(shù) 字表示，單位是ah） n第第部分部分特殊性能，用大寫字母表示。 （可省略，g-表示高起動(dòng)率、s-表示塑料外 殼，d-表示低溫起動(dòng)性能） n : 6qa58g 44

13、 表1-2 蓄電池特征代號(hào) 特征代 號(hào) 蓄電池 特征 特征代 號(hào) 蓄電池 特征 特征代 號(hào) 蓄電池 特征 a干荷電 j 膠體電 解液 d帶液式 h濕荷電m密閉式 y液密式 w免維護(hù) b 半密閉 式 q氣密式 s少維護(hù) f防酸式 i激活式 45 1.1.2 蓄電池的規(guī)格型號(hào) n型號(hào)舉例：型號(hào)舉例： ：6個(gè)單格電池、額定電壓為12v，額定容 量為90ah、汽車起動(dòng)型蓄電池。 ：6個(gè)單格電池、額定電壓12v、干荷 電、免維護(hù)、額定容量為100ah、汽車起動(dòng)型蓄電 池。 46 1.2 蓄電池的工作原理蓄電池的工作原理 n 蓄電池的充電過(guò)程充電過(guò)程和放電過(guò)程放電過(guò)程是一種可逆的 化學(xué)反應(yīng)。 n充電過(guò)程充

14、電過(guò)程：將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲(chǔ)存在蓄電 池中， n放電過(guò)程放電過(guò)程：將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芄┙o汽車用 電設(shè)備。 47 1.2 蓄電池的工作原理 n1.2.1 放電過(guò)程放電過(guò)程 n極板浸入電解液： 有少量鉛溶入電解液pb2+，在負(fù)極板上留 下多余的電子，使負(fù)極板呈負(fù)電位，約為-0.1v。 48 1.2.1 放電過(guò)程 少量pbo2溶入電解液，與水反應(yīng) npb（oh）， pb（oh）再分離成pb和oh。 n 一部分pb沉附 正極板上，使正極板呈正電位，約 為+2.0v。 49 1.2.1 放電過(guò)程 n外電路未接通時(shí)， 蓄電池的靜止電動(dòng) 勢(shì)約為e0=2.0v （0.1v）=2.1v n若接通外電路，產(chǎn) 生電

15、流 i 50 1.2.1 放電過(guò)程 pb4+和負(fù)極板來(lái)的 電子結(jié)合，生成二價(jià)鉛離 子pb2+。 n pb2+與電解液中的so42-結(jié) 合pbso4沉附在正極板 上正極板電位降低。 51 1.2.1 放電過(guò)程 npb2+與so42-結(jié)合， n pbso4而 沉附在 負(fù)極板上。 52 1.2.1 放電過(guò)程 n放電過(guò)程的化學(xué)方程式為 npbo2 + 2h2so4 pb pbso4 + 2h2o + pbso4 n正極 電解液 負(fù)極 正極 電解液 負(fù)極 n理論上，活性物質(zhì)可全部轉(zhuǎn)變?yōu)榱蛩徙U 放電過(guò)程 53 1.2.1 放電過(guò)程 n實(shí)際上，由于電解液不能滲漏到活性物質(zhì)的最內(nèi)層， 只有20-30%的活性物

16、質(zhì)可能轉(zhuǎn)變?yōu)榱蛩徙U。 n因此采用薄型極板，增加多孔性，以提高活性物質(zhì) 的利用率。 n放電過(guò)程中，正、負(fù)極板上活性物質(zhì)pbo2和pb不斷 地轉(zhuǎn)化為pbso4，電解液中的h2so4不斷地減小，而 h2o增多，。 54 1.2.2 充電過(guò)程 n1.2.2 充電過(guò)程充電過(guò)程 n充電時(shí)，蓄電池外接直流電源。 n因外接直流電源端電壓高于蓄電池電動(dòng)勢(shì)，電流方向如 圖，電子從蓄電池正極流向負(fù)極電子從蓄電池正極流向負(fù)極。 55 充電過(guò)程 ：少量pbso4溶于電解液pb2+和so42， n pb2+（外界電場(chǎng)的作用下）失去2epb4+，和電 解液中oh結(jié)合pb（oh）4 npb（oh）4分解成pbo2和h2o，

17、npbo2沉附在正極板上。 nso42和h+結(jié)合成h2so4。 56 充電過(guò)程 ：少量pbso4溶入電解液 npb2+和so42， npb2+（外界電場(chǎng)的作用下）獲得2epb，沉附在負(fù) 極板上。 nso42和h+結(jié)合成h2so4。 57 1.2.2 充電過(guò)程 n正、負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)與放電過(guò)程相反，其化學(xué)反應(yīng)方程式為： npbso4 + 2h2o + pbso4 pbo2 + 2h2so4 + pb n 正極 電解液 負(fù)極 正極 電解液 負(fù)極 充電 58 1.2.2 充電過(guò)程 n充電接近終了時(shí)，電解液的密度 到 max n并引起水的電解： 周圍的2個(gè)h+得到2eh2逸 出； 周圍的o2失去2eo2

18、逸出。 59 1.2.2 充電過(guò)程 n 中消耗了水，生成 了硫酸 n電解液的密度 中消耗了硫酸，生成了 水 n電解液密度 60 1.3 蓄電池的工作特性蓄電池的工作特性 n1.3.1 靜止電動(dòng)勢(shì)靜止電動(dòng)勢(shì) n蓄電池靜止電動(dòng)勢(shì) e0 是指 單格電池 在 靜止?fàn)顟B(tài) 下 （不進(jìn)行充、放電時(shí)）正負(fù)極板 之間的電位差。 61 靜止電動(dòng)勢(shì)靜止電動(dòng)勢(shì) ne0 主要取決于電解液的密度密度和溫度溫度。 n電解液密度在1.051.30g/cm3范圍內(nèi)時(shí)， n e0 = 0.85+25 n式中 2525時(shí)的電解液密度（g/cm3） n比如： n海南，新蓄電池電解液密度取1.24g/cm3，則 n e0= 0.85+

19、1.24 =2.09 v 62 1.3.1 靜止電動(dòng)勢(shì) n實(shí)測(cè)電解液密度t 可換算成25時(shí)的密度 n25=t+(t25) n式中 n= 0.00075 （密度溫度系數(shù) ） n即 ： 電 解 液 溫 度 每 升 高 1 ， 密 度 下 降 0.00075g/cm3； nt實(shí)際測(cè)得的電解液溫度（）。 63 . 蓄電池內(nèi)阻蓄電池內(nèi)阻 n蓄電池內(nèi)阻包括：極板電阻、隔板電阻、電解液 電阻和連條電阻等。 n極板電阻極板電阻很小，其阻值隨活性物質(zhì)而變化。 n 充電后電阻減小，放電后電阻增大。 n隔板電阻隔板電阻與材料有關(guān)，木質(zhì)隔板多孔性差，其電 阻值比微孔橡膠、微孔塑料隔板的大。 64 . 蓄電池內(nèi)阻 n電

20、解液的電阻電解液的電阻隨著 密度、溫度不同而 變化。 n由右圖可以看出： n25=1.20 g/cm3時(shí)， 阻值最小 65 . 蓄電池內(nèi)阻 n原因原因： n該密度時(shí)，h2so4離解出的h+離子和hso4離子的數(shù) 量較多。 n溫度降低時(shí)，離子活動(dòng)能力差，電阻增大。 n技術(shù)狀態(tài)良好的蓄電池的內(nèi)阻只有 左右。 n在起動(dòng)時(shí)可以輸出較大電流，滿足起動(dòng)的需要。 0.01 66 .蓄電池的放電特性蓄電池的放電特性 指：充足電的蓄電池在恒 流放電過(guò)程中，端電壓端電壓u、 電解液密度電解液密度25隨時(shí)間變 化的規(guī)律。 n蓄電池以20h放電率放電率恒流 放電的特性曲線如右圖 所示。 67 .蓄電池的放電特性 n電

21、解液密度電解液密度： n隨著放電的進(jìn)行按直 線規(guī)律下降。 n因?yàn)樵诤懔鞣烹娺^(guò)程中， 單位時(shí)間內(nèi)消耗的硫酸和 生成水的數(shù)量一定。 68 .蓄電池的放電特性 n端電壓端電壓： n放電開始時(shí)，端電壓下 降較快，中間較平緩， 接近放電終了時(shí)，又迅 速 下 降 ， 當(dāng) 電 壓 降 到 1.75v時(shí)（若繼續(xù)放電，電 壓將急劇下降到零），若停 止放電，端電壓又上升 到一定值。 為什么呢 69 .蓄電池的放電特性 n開始放電開始放電時(shí)，化學(xué)反應(yīng)在極板孔隙內(nèi)進(jìn)行，先消耗孔隙內(nèi) 硫酸，因孔隙小孔隙內(nèi)迅速，電動(dòng)勢(shì)迅速 端電壓 迅速。 n隨著孔隙內(nèi)的不斷，孔隙內(nèi)外差不斷增大，硫酸向 孔隙內(nèi)滲透。 n當(dāng)滲透到孔隙的硫酸

22、與消耗的硫酸達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡時(shí)，孔隙 內(nèi)、外一起，端電壓按近似直線規(guī)律下降。 70 .蓄電池的放電特性 n在迅速下降迅速下降階段，由于極板表面和孔隙中生 成的硫酸鉛體積較大，孔隙變小，使孔隙外 的電解液向內(nèi)滲透困難，孔隙內(nèi)的下降 很快。 n同時(shí)，硫酸鉛本身的導(dǎo)電性能差，放電時(shí)間 越長(zhǎng)，硫酸鉛越多，內(nèi)阻越大。 71 .蓄電池的放電特性 n將端電壓急劇下降的臨界點(diǎn)，稱為放電終了放電終了。 n當(dāng)蓄電池達(dá)到放電終了時(shí)，必須停止放電。 n放電終了后再繼續(xù)放電，稱為過(guò)放電過(guò)放電。 n此時(shí)，由于極板孔隙被大顆粒的硫酸鉛堵塞，電 解液無(wú)法滲入內(nèi)部參加化學(xué)反應(yīng)，極板孔隙內(nèi)急 劇下降到零，端電壓也將急劇下

23、降到零，這將影 響蓄電池的使用壽命和容量。 72 .蓄電池的放電特性 n停止放電后，由于放電電流為零，電阻上的 電壓降為零。 n隨著孔隙外的硫酸向孔隙內(nèi)逐漸滲入，孔隙 內(nèi)電解液密度緩慢上升，端電壓可逐漸回升 到1.95v。 放電終了的特征特征是： 73 .蓄電池的放電特性 n（1）單格電壓降至放電終止電壓。 n（2）電解液密度降低到最小許可值。 n放電所容許的終止電壓與放電電流的大小有關(guān)。放電電流 越大，放電時(shí)間則越短，允許的放電終止電壓也越低。 n表1-4 放電電流與終止電壓的關(guān)系 放電電流放電電流/a 0.05q 0.1q 0.25q 1q 3q 連續(xù)放電時(shí)間連續(xù)放電時(shí)間20h10h3h3

24、0min5min 單格電池終止電壓?jiǎn)胃耠姵亟K止電壓/v 1.751.701.651.551.5 q是什么？ 74 1.3.4 蓄電池的充電特性蓄電池的充電特性 n指：在恒流充電過(guò)程中， 單格電池的端電壓u和 電解液密度25隨時(shí)間 的變化規(guī)律。 n右圖右圖：20h放電率恒流充 電特性曲線 75 1.3.4 蓄電池的充電特性 n電解液密度電解液密度： n充電電流恒定，單位 時(shí)間內(nèi)生成的硫酸數(shù)量 一定， n隨充電時(shí)間的增加而 呈直線上升。 76 1.3.4 蓄電池的充電特性 n端電壓端電壓： n開始充電階段，電壓迅 速上升； n進(jìn)入穩(wěn)定階段，電壓緩 慢上升到2.4v，同時(shí)有 氣泡產(chǎn)生； 77 1.3

25、.4 蓄電池的充電特性 n接著電壓又迅速上升 到2.7v左右穩(wěn)定不變； n切斷充電電流，電壓 逐漸下降到一定值不 再變化 。 為什么呢 78 1.3.4 蓄電池的充電特性 n開始充電開始充電時(shí)，孔隙內(nèi)迅速生成硫酸孔隙內(nèi)，u迅速； n當(dāng)孔隙內(nèi)生成硫酸與向外擴(kuò)散的速度達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡動(dòng)態(tài)平衡時(shí)，u 隨整個(gè)容器內(nèi)的而。 n當(dāng)u達(dá)到2.4v時(shí)，電解液中開始產(chǎn)生氣泡，表明基本充足 電，正、負(fù)極板上的硫酸鉛已基本轉(zhuǎn)變?yōu)槎趸U和鉛， 部分電流用于電解水，產(chǎn)生了氫氣和氧氣。 79 1.3.4 蓄電池的充電特性 n繼續(xù)充電繼續(xù)充電，隨著少量硫酸鉛的繼續(xù)轉(zhuǎn)化，電解水的電流 增大。 nh+結(jié)合成h2的速度 h+產(chǎn)生的

26、速度 n在負(fù)極板負(fù)極板周圍積聚著大量的h+ ，在電解液與負(fù)極板間 產(chǎn)生了一定的附加電位（約0.3v），u迅速，直到2.7v 保持不變。 n此時(shí)也不再變化。 n為了使蓄電池活性物質(zhì)全部還原，往往再繼續(xù)充電2h。 80 1.3.4 蓄電池的充電特性 n充電終了后再繼續(xù)充電，稱為過(guò)充電過(guò)充電。 n過(guò)充電產(chǎn)生的大量氣泡從極板孔隙中沖出， 導(dǎo)致活性物質(zhì)脫落，使蓄電池的容量降低， 使用壽命縮短。 n應(yīng)避免長(zhǎng)時(shí)間過(guò)充電。 81 1.3.4 蓄電池的充電特性 n停止充電后，內(nèi)壓降立即消失，積聚在負(fù)極板周圍的 h+形成h2逸出； n孔隙內(nèi)的硫酸向外擴(kuò)散，使電解液混合均勻，u下降 到穩(wěn)定的值。 n（1）端電壓上升

27、到最大值（2.7v）且2h內(nèi)不再增加。 n（2）電解液密度上升到最大值，2h內(nèi)不再增加。 充電終了的特征特征是： 82 1.3.5 蓄電池的蓄電池的容量及其影響因素容量及其影響因素 n1、蓄電池的容量、蓄電池的容量 n完全充電的蓄電池在放電允許的范圍內(nèi)輸出 的電量，它標(biāo)志蓄電池對(duì)外供電的能力。 n當(dāng)蓄電池以恒定電流放電時(shí)，其容量 q 等 于放電電流 if 和放電時(shí)間 tf 的乘積. n q = if tf （ah） 什么是蓄電池容量？ 83 1.3.5 蓄電池的容量及其影響因素 n蓄電池的容量容量與放電電流的大小and電解液的溫度 有關(guān)，因此蓄電池的標(biāo)稱容量是在一定的放電電流、 一定的終止電壓

28、和一定的電解液溫度下確定的。 n標(biāo)稱容量分為額定容量和起動(dòng)容量。 84 1.3.5 蓄電池的容量及其影響因素 n（1）額定容量）額定容量qe： n指完全充足電的蓄電池在電解液平均溫度 為25的情況下，以20h放電率連續(xù)放電至 單格電壓為1.75v時(shí)輸出的電量。 85 1.3.5 蓄電池的容量及其影響因素 n（2）起動(dòng)容量）起動(dòng)容量 n表示蓄電池接起動(dòng)機(jī)時(shí)的供電能力，有常溫和低溫 兩種起動(dòng)容量。 n1）常溫起動(dòng)容量常溫起動(dòng)容量：指電解液溫度為時(shí)，以 5min放電率連續(xù)放電至單格電壓降到1.5v時(shí)所放出 的電量，其放電持續(xù)時(shí)間應(yīng)在5min以上。 3qe大電流。分常溫、低溫。 86 1.3.5 蓄電

29、池的容量及其影響因素 n2）低溫起動(dòng)容量低溫起動(dòng)容量： n指電解液溫度為時(shí)，以3倍額定容量 的電流連續(xù)放電至單格電壓降到1.5v時(shí)所 放出的電量，其放電持續(xù)時(shí)間應(yīng)在2.5min 以上。 3qe大電流、低溫。 87 1.3.5 蓄電池的容量及其影響因素 n2、蓄電池容量的影響因素、蓄電池容量的影響因素 n與放電電流、電解液的溫度、電解液的密度及極 板的結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)。 n（1）放電電流）放電電流。放電電流過(guò)大時(shí)，化學(xué)反應(yīng)作 用于極板表面，電解液來(lái)不及滲入極板內(nèi)部，就 已被表面生成的硫酸鉛堵塞，致使極板內(nèi)部大量 的活性物質(zhì)不能參加化學(xué)反應(yīng)，使容量減小。 88 1.3.5 蓄電池的容量及其影響因素

30、n（2）電解液溫度）電解液溫度： n溫度低時(shí)，電解液黏度增加，離子運(yùn)動(dòng)速 度慢，電解液滲入困難，活性物質(zhì)不能充 分利用，q。 n冬季，汽車起動(dòng)困難，放電電流大，溫度 低，使q 起動(dòng)時(shí)常常感到蓄電池電量不 足。 蓄電池也怕冷蓄電池也怕冷 89 1.3.5 蓄電池的容量及其影響因素 n（3）電解液的密度）電解液的密度 n在一定范圍內(nèi)，適當(dāng)加大電解液密度，可以提高 蓄電池的容量。 n但密度過(guò)大，將使其黏度增加，內(nèi)阻增大，端電 壓及容量減小。 n一般情況下，采用電解液的密度偏低有利于提高 放電電流和容量，同時(shí)也有利于延長(zhǎng)鉛蓄電池的 使用壽命。 n電解液的密度，應(yīng)根據(jù)用戶所在地區(qū)的氣候條件電解液的密度，

31、應(yīng)根據(jù)用戶所在地區(qū)的氣候條件 而定。而定。 按氣候條件按氣候條件 90 1.3.5 蓄電池的容量及其影響因素 n（4）電解液的純度）電解液的純度 n電解液中一些有害雜質(zhì)腐蝕柵架，沉附于極板上 的雜質(zhì)會(huì)產(chǎn)生蓄電池局部自放電。 n電解液應(yīng)采用化學(xué)純硫酸和蒸餾水配制。 n（5）極板的結(jié)構(gòu)）極板的結(jié)構(gòu) n極板有效面積越大，片數(shù)越多，極板越薄，蓄電 池的容量就越大。 純純 多片并聯(lián)多片并聯(lián) 91 1.4 蓄電池的充電及充電設(shè)備蓄電池的充電及充電設(shè)備 n1.4.1 蓄電池的充電種類蓄電池的充電種類 n1. 初充電初充電 n 對(duì)新蓄電池或更換了極板后的蓄電池，在使用之前 的首次充電叫做初充電。 n初充電對(duì)蓄

32、電池性能和使用壽命影響很大。 n若初充電不足，蓄電池的容量會(huì)降低，壽命縮短； n初充電過(guò)量，隔板和極板將受到嚴(yán)重腐蝕，壽命也 會(huì)大大降低。 初充電十分重要 92 1.4.1 蓄電池的充電種類 n初充電的特點(diǎn)：初充電的特點(diǎn)：充電電流小，充電時(shí)間長(zhǎng)。 n初充電的步驟步驟： n （1）按規(guī)定加注一定密度的電解液。 n電解液加入前的溫度不應(yīng)超過(guò)30，加入后靜放 36h,再將液面調(diào)整到極板以上15mm，待電解液溫 度低于35時(shí),方可進(jìn)行充電。 加液，注意溫度加液，注意溫度 93 1.4.1 蓄電池的充電種類 n（2）開始時(shí)，按表1-5中第一階段的電流值 i1進(jìn)行充電。 n當(dāng)u達(dá)到2.32.4v，再按第二

33、階段的電流值i2 n（通常i2=1/2 i1）繼續(xù)充電，直到u和電解液 密度在23h內(nèi)不再上升，并有大量氣泡產(chǎn)生 為止。 分二個(gè)階段 94 1.4.1 蓄電池的充電種類 n充電過(guò)程中應(yīng)不斷測(cè)量電解液的溫度。 n若溫度上升到40，應(yīng)將電流值減半； n若溫度上升到45，應(yīng)立即停止充電，并人 工冷卻，待下降至35以下時(shí)才可繼續(xù)充電。 注意溫度注意溫度 95 蓄電池 型號(hào) 額定 容量 a.h 額定 電壓 v 初 充 電補(bǔ) 充 充 電 第一階段第二階段第一階段第二階段 電流 a 時(shí)間/h 電流 a 時(shí)間/h 電流 a 時(shí)間/h 電流 a 時(shí)間/h 3-q-7575 6 5 2535 3 2030 7.5

34、 1011 4 3535-q-90906395 3-q-150150105157 6-q-6060 12 4 2535 2 2030 6 1011 3 35 6-q-7575537.54 6-q-90906394 6-q-1051057410.55 6-q-12012084126 表1-5 蓄電池的充電電流 初充i=q/15，補(bǔ)充 i=q/10 96 1.4.1 蓄電池的充電種類 n（3）初充電接近結(jié)束時(shí)，應(yīng)測(cè)量電解液密度和液 面高度，用蒸餾水或或密度為1.40g/cm3的電解液進(jìn) 行調(diào)整。 n調(diào)整后，再充2h，直至密度和液面高度符合要求。 n（4）初充電后，為確保蓄電池技術(shù)狀況良好，不 能直

35、接使用，而應(yīng)靜放12h后，再進(jìn)行一次放電 試驗(yàn)，以檢查蓄電池的輸出容量。 啊，太麻煩了吧？倒！啊，太麻煩了吧？倒！ 97 1.4.1 蓄電池的充電種類 n 2. 補(bǔ)充充電補(bǔ)充充電 n在使用中，常充電不足，應(yīng)及時(shí)補(bǔ)充充電。 n如發(fā)現(xiàn)下列現(xiàn)象，必須隨時(shí)進(jìn)行補(bǔ)充充電。 n (1)密度下降到1.15 g/cm3以下； n (2)冬季放電超過(guò)額定容量25%，夏季超過(guò)50%； n (3)燈光暗淡，起動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)無(wú)力； n (4)端電壓降到1.7 v以下。 n補(bǔ)充充電分兩個(gè)階段進(jìn)行，見表1-5。 電不足，補(bǔ)！電不足，補(bǔ)！ 98 1.4.1 蓄電池的充電種類 n3. 預(yù)防硫化充電預(yù)防硫化充電 n為預(yù)防蓄電池因充電

36、不足而造成的硫化，每隔3個(gè) 月進(jìn)行一次預(yù)防硫化充電。 n即用補(bǔ)充充電的電流值i補(bǔ)將電池充足，中斷1h，再 用/2 i補(bǔ)進(jìn)行充電電解液“沸騰”。 n反復(fù)幾次，直到剛接入充電，電解液立即“沸騰”。 99 1.4.1 蓄電池的充電種類 n4. 鍛煉循環(huán)充電鍛煉循環(huán)充電 n蓄電池在使用中常處于部分放電狀態(tài)，參加化學(xué)反 應(yīng)的活性物質(zhì)有限。 n為了迫使相當(dāng)于額定容量的活性物質(zhì)參加工作，以 避免活性物質(zhì)長(zhǎng)期不工作而收縮，可每隔三個(gè)月進(jìn) 行一次鍛煉循環(huán)充電。 n即在正常充電后，用20h的放電率放完，再充足電。 3個(gè)月鍛煉一次，不累！ 100 1.4.2 充電充電方法方法 n1. 定流充電法定流充電法 n即充電

37、電流保持恒定電流保持恒定的充電方法。 n定流充電可串充。但蓄電池的容量應(yīng)盡可能相同。 n如不相同，充電電流應(yīng)以小容量的蓄電池來(lái)計(jì)算。 n小容量的蓄電池充足電后， n去除，再繼續(xù)給大容量的充電。 101 1.4.2 充電方法 n優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn): n通用性好，可選擇和調(diào)整充電電流，有益于延長(zhǎng)蓄 電池的壽命，可用于各種不同的蓄電池充電，如新 蓄電池的初充電、預(yù)防硫化充電、補(bǔ)充充電等。 n缺點(diǎn)缺點(diǎn)： n充電時(shí)間長(zhǎng)，且需要經(jīng)常調(diào)節(jié)充電電流，充電效率 低，易造成過(guò)充電。 102 1.4.2 充電方法 n 2. 定壓充電法定壓充電法 n充電電壓保持不變的方法。 n定壓充電各支路蓄電池的額定 電壓須相同，容量應(yīng)一致

38、。 n充電電壓充電電壓按單格電池約2.5v選 擇，即12v蓄電池充電電壓為 15v。 103 1.4.2 充電方法 n優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)： n充電效率高，45h內(nèi)，可充90%95%，充電 時(shí)間； n操作方便，充電過(guò)程中，充電電流逐漸減小，充足 電時(shí)，電流自動(dòng)接近零，不易發(fā)生過(guò)充電現(xiàn)象，不 需專人照管。 104 1.4.2 充電方法 n缺點(diǎn)缺點(diǎn)： n因不能調(diào)整充電電流，不能用于初充電和去 硫化充電； n由于充電初期電流過(guò)大，易造成電解液溫升 過(guò)快、極板彎曲、活性物質(zhì)脫落，從而影響 蓄電池的技術(shù)性能和使用壽命。 105 1.4.2 充電方法 n3. 快速脈沖充電法快速脈沖充電法 n前面兩種方法是“常規(guī)充常規(guī)

39、充 電電”，要完成一次初充電需 6070h，補(bǔ)充充電也需20h 左右。 n快速充電快速充電：短時(shí)間充入大量 電荷，主要用于補(bǔ)充充電。 106 1.4.2 充電方法 n脈沖快速充電由控制電路自 動(dòng)控制，具體過(guò)程如下： n（1）初期正脈沖充電階段， 采用大電流充電（相當(dāng)于 0.81qe的電流），使蓄電 池在較短時(shí)間內(nèi)達(dá)到額定容 量的60%左右。 107 1.4.2 充電方法 當(dāng)單格電壓上升到2.4v， 電解液開始冒氣泡時(shí)， 開始脈沖充電； （2）前停階段，即先停止 充電2430ms； 108 1.4.2 充電方法 （3）負(fù)脈沖瞬間放電階段，使 蓄電池反向反向通過(guò)一個(gè)較大的 脈沖電流，其脈沖寬度為

40、1501000us、負(fù)脈沖電流 峰值為1.53倍的正向充電 電流； 109 1.4.2 充電方法 （4）后停階段，停止負(fù)脈沖 瞬間放電25ms。 n整個(gè)充電過(guò)程循環(huán)進(jìn)行：正 脈沖充電前停充負(fù)脈沖 瞬間放電后停充正脈沖 充電，直至充電結(jié)束。 110 1.4.2 充電方法 n脈沖快速充電具有充電時(shí)間短，充電效率高 等優(yōu)點(diǎn)，蓄電池補(bǔ)充充電只需0.51.5h。 n但對(duì)蓄電池的壽命有一定影響，仍需進(jìn)一步 完善。 111 1.4.3 充電設(shè)備充電設(shè)備 n常用的充電設(shè)備有硅整流充電 機(jī)、晶匣管整流充電機(jī)等。 n 1. 硅整流充電機(jī)硅整流充電機(jī) n由交流電源與硅二極管組成， 將交流電整流為直流電，供蓄 電池充

41、電。 n常用于汽車修理廠及充電站。 112 1.4.3 充電設(shè)備 n 2. 晶閘管充電機(jī)晶閘管充電機(jī) n由晶閘管整流器將220v交流電變?yōu)橹绷麟姡?向蓄電池充電。 n輸出端電壓的大小，可由觸發(fā)電路改變晶匣 管導(dǎo)通的時(shí)刻進(jìn)行調(diào)整，稱為移相調(diào)壓移相調(diào)壓。 113 1.4.3 充電設(shè)備 n觸發(fā)電路發(fā)生信號(hào)的時(shí)刻，由控制電路控制； n觸發(fā)電路和控制電路的電源，分別由變壓器 和整流器供給。 n晶閘管充電機(jī)具有體積小、質(zhì)量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn) 單、使用方便、工作可靠等優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)。 114 1.4.4 蓄電池充電注意事項(xiàng)蓄電池充電注意事項(xiàng) n1、及時(shí)檢查各單格電池電解液密度和端電壓，確定 其充電程度。 n2、隨時(shí)測(cè)量各

42、單格電池的溫度，以免溫度過(guò)高。 n3、初充電工作應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，不可長(zhǎng)時(shí)間間斷。 n4、配制和灌注電解液時(shí)，必須嚴(yán)格遵守安全規(guī)范。 n5、室內(nèi)充電時(shí)，應(yīng)旋下加液孔蓋，使氫氣和氧氣能 順利逸出。 115 1.4.4 蓄電池充電注意事項(xiàng) n6、充電室要安裝通風(fēng)設(shè)備、嚴(yán)禁煙火。 n7、充電設(shè)備和被充電蓄電池不應(yīng)放置在同一 房間。 n8、充電時(shí)應(yīng)先將蓄電池連接好，然后再閉合 電源開關(guān)。停止充電時(shí)，則應(yīng)先切斷電源開 關(guān)，然后再拆開蓄電池的連接。 116 1.5 改進(jìn)的鉛蓄電池改進(jìn)的鉛蓄電池 n1.5.1 干荷電鉛蓄電池干荷電鉛蓄電池 n與普通鉛蓄電池的區(qū)別區(qū)別是： n極板組在干燥狀態(tài)下，能長(zhǎng)時(shí)期保存儲(chǔ)存的電

43、荷。 n在規(guī)定的保存期內(nèi)（一般為兩年）如需使用，只要 灌入規(guī)定密度的電解液，放置半小時(shí)，調(diào)整液面高 度至規(guī)定值，不需進(jìn)行初充電即可使用。 117 118 1.5.1 干荷電鉛蓄電池 n主要是負(fù)極板負(fù)極板的制造工藝特殊。 n負(fù)極板上的海綿狀鉛，由于表面積大，化學(xué) 活性高，容易氧化。容易氧化。 n加加入松香，油酸，硬脂酸等防氧化劑防氧化劑， n在化成過(guò)程中有一次深放電循環(huán)深放電循環(huán)，使活性物 質(zhì)達(dá)到深化。 119 1.5.1 干荷電鉛蓄電池 n化成后的負(fù)極板，再放入防氧化劑溶液中進(jìn)行浸漬 處理，讓負(fù)極板表面生成一層保護(hù)膜表面生成一層保護(hù)膜，并采用特殊采用特殊 干燥工藝干燥工藝，干燥罐中沖入惰性氣體

44、。 n正板級(jí)的活性物質(zhì)pb02化學(xué)活性比較穩(wěn)定。 n對(duì)儲(chǔ)存期超過(guò)兩年的干荷點(diǎn)鉛蓄電池，因極板上有 部分氧化，使用前應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)充充電。 120 1.5.2 免維護(hù)蓄電池 n又稱mf蓄電池，特征代號(hào)w。 n在正常使用過(guò)程中不需添加蒸餾水，不需要維護(hù)。 n免維護(hù)蓄電池有以下結(jié)構(gòu)特點(diǎn): n（1）柵架采用鉛鈣合金，避免發(fā)生自行放電、過(guò) 度充電、水分蒸發(fā)和熱破壞等故障。 （熱破壞是指蓄 電池工作溫度高或充電時(shí)電解液溫度升高所造成的柵架腐蝕、活性物 質(zhì)脫落等現(xiàn)象。） n（2）隔板采用袋式隔板，避免活性物質(zhì)脫落。 121 1.5.2 免維護(hù)蓄電池 n（3）通氣孔采用新型安全通氣裝置，可避免蓄電 池內(nèi)的氣體與外部的火花直接接觸，以防爆炸。 n通氣塞中還裝入催化劑鈀，可將氫氧離子結(jié)合生成 水再回到電池中去。 n它還能使蓄電池頂部和電樁保持清潔，減少樁頭的 腐蝕，保持接線牢固可靠。 122 123 1.5.2 免維護(hù)蓄電池 n（4）頂部裝有充電狀態(tài)指示器 n指示器用塑料制成，其下部的直管從蓄電池 頂部插入電解液中，指示器內(nèi)有一綠色小球， 當(dāng)電解液密度高于1.265g/cm3時(shí)，或蓄電池 充電到額定容量的6575%以上時(shí)，小球浮 起，指示為綠色； 124 充 電 狀 態(tài) 指 示 器 125 1.5.2 免維護(hù)蓄電池