汽車蓄電池基礎(chǔ)知識(shí)

1、汽車起動(dòng)用鉛酸蓄電池帯一節(jié). 汽車蓄電池枝述蓄電池是一種將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b 置 屬于可逆的直流電源。應(yīng)用最廣泛的汽車蓄電池是鉛酸蓄電池。-蓄電池最主要的作用是：發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí) 向起動(dòng)機(jī)和點(diǎn)火裝置供電。汽油機(jī)起動(dòng)電流為200 - 600A有的柴油機(jī)起動(dòng)電流達(dá)1000A。暫電池并聯(lián)電路i/起動(dòng)機(jī)菩電池4丄用電設(shè)備kJ訓(xùn)節(jié)器rtn i汽m并聯(lián)電路不同類型的鉛酸蓄電池1-按使用來(lái)分為:動(dòng)力型蓄電池.起動(dòng)型蓄電池儲(chǔ)能型蓄電池等按蓄電池的結(jié)構(gòu)分為： 干荷電蓄電池a、免維護(hù)起動(dòng)用蓄電池閥彳空蓄電池（膠體電解質(zhì)蓄電池.AGM吸附式蓄電池）汽車上采用鉛酸蓄電池 主要目的是使起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。 現(xiàn)代汽車起動(dòng)用蓄電池主

2、要使用：干荷電蓄電池免維護(hù)蓄電池A干荷董電池極板處于干燥的已充電狀態(tài)和無(wú)電解液貯存的 蓄電池。干荷蓄k池加足電解液后,靜放2030min即 可使用。干荷蓄電池的工藝特點(diǎn)在負(fù)極板的鉛膏中加入抗氧化劑.負(fù)極板在化 成后經(jīng)過(guò)水洗和浸漬防氧劑、經(jīng)特殊工藝干燥 處理,提高了負(fù)極板上的海綿狀純鉛的憎水性 和抗氧化性,可以干荷電貯存。占免維護(hù)蓄電池極板柵架采用鉛鈣錫合金制成,消除了錦的副 作用:自放電少、使用中不需加水；采用袋式PE隔板,可避免活性物質(zhì)脫落.極板 短踣:使用壽命長(zhǎng)；采用新型安全通氣裝置:回收水汽外殼由聚丙烯塑料制成：重量輕.體積小。水份散失少 自放電小 -連接件腐蝕小 起動(dòng)性能好 使用壽命長(zhǎng)

3、 1發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí),向啟動(dòng)機(jī)和點(diǎn)火系統(tǒng)供電 2 發(fā)動(dòng)機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),向用電設(shè)備和發(fā)電機(jī)磁 場(chǎng)繞組供電。（應(yīng)用中應(yīng)避免） 3 發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),將發(fā)電機(jī)剩余電能轉(zhuǎn)化為化 學(xué)能福存起乘； 4 發(fā)電機(jī)過(guò)載畝，協(xié)助發(fā)電機(jī)向用電設(shè)備供電 5 蓄電池相當(dāng)于一個(gè)大電容器,能吸收電路中 出現(xiàn)的舒瞬時(shí)過(guò)電壓保護(hù)電子元件，保持汽 車電器系統(tǒng)電壓穩(wěn)定啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，蓄電池在510S內(nèi)，要 向啟動(dòng)機(jī)連續(xù)供給強(qiáng)大電流（汽油機(jī) 200600A,柴油機(jī)8001000A）因此，對(duì)蓄電池的要求是：容量大、內(nèi) 阻小、有足夠的啟動(dòng)能力。第二節(jié)、蓄電池的構(gòu)造與型號(hào)蓄電池的構(gòu)造（傳統(tǒng)膠殼電池）蓄電池的構(gòu)造與型號(hào)蓄電池的構(gòu)造（塑殼干荷電、少維護(hù)電

4、池）董電池的基本構(gòu)造（現(xiàn)代免維護(hù)董電池）蓄電池蓋 端子O蓄電池槽排氣孔排氣蓋蓄電池的基本構(gòu)造液 板板殼孵 極隔外電!及板極板：是蓄電池的基 本部件，由它接受充 入的電能和向外釋放 電能。極板分正極板 和負(fù)極板兩種。正極 板上的活性物質(zhì)是二 氧化鉛，呈標(biāo)紅色； 負(fù)極板上的活性物質(zhì) 是海綿狀純鉛，呈青 灰色。PE隔板匯流排負(fù)極板極板ClI -3極扳I極板昌昌昌昌昌目 昌昌昌昌昌 昌昌曰昌昌昌 昌昌昌曰昌曰- 昌昌昌昌昌一 昌昌昌昌昌( 旨昌昌昌昌目柵架 活性物質(zhì)圖4柵架隔板為了避免相互接觸而 短路,正負(fù)極板之間 要用絕緣的隔板隔開(kāi)。隔板材料應(yīng)具有多孔 性結(jié)構(gòu),以便電解液 自由滲透,而且化學(xué) 性能應(yīng)

5、穩(wěn)定,具有覆好的耐酸性和抗氧化匯流排II負(fù)極板鉛酸蓄電池的電解液,是由相對(duì)密度184的純 硫酸和烝館水配制而成。密度一般在1241.31g / cm啲范圍之內(nèi)。電解液的純度是影響蓄電池的電氣性能和使用 壽命的重要因素,一般工業(yè)用硫酸和普通水中, 因含有鐵、銅等有害雜質(zhì),絕對(duì)不能加入到蓄 電池中去,否則容易自行放電,并且容易損壞 極板。因此,蓄電池電解液要用規(guī)定的蓄電池 專用硫酸和蒸懾水配制。蓄電池外殼為一整體式 結(jié)構(gòu)的容器,極板隔 板和電解液均裝入外殼rZIo蓄電池電壓一般有6V和 12V兩種規(guī)格f因此f 外殼內(nèi)由間壁分成3個(gè)和 6個(gè)互不相通的單格。外殼應(yīng)耐酸.耐熱.耐 寒.抗震動(dòng),并具有足

6、夠的機(jī)械強(qiáng)度。- 簡(jiǎn)壁 聯(lián)條圖1-7 單格電池間穿壁連接示意圖蓄電池的型壬規(guī)格蓄電池的產(chǎn)品型號(hào):GB/T 5008.2-2005 對(duì)起動(dòng)用鉛酸蓄電池的規(guī)格.外形尺寸. 端子位置等進(jìn)行了詳細(xì)的規(guī)定。 GB/T 5008.2-2005引用了原機(jī)械工業(yè)部 部頒標(biāo)準(zhǔn)JB2599的規(guī)定,鉛蓄電地產(chǎn)品 型號(hào)分為三段。蓄電池的型壬規(guī)格以6 QA 60型電池為例：6代表電池單格數(shù)量為6個(gè)Q代表汽車起動(dòng)用蓄電池代表干式荷電,W代表免維護(hù)60 表不電池容量為60AhI奇瑞汽車用蓄電池 6-QW-75即是6個(gè)單格電池額定電壓12伏額定容量75Ah起動(dòng)型免維護(hù)蓄電池WSfr-Mb-9 宙步口S WSfr-Mb-9 宙

7、古ITS Wsr-Mb-9 宙辛n丄 WSr-Mb-9 WTTfl WOOfr Z1 TTV i商標(biāo)標(biāo)簽內(nèi)容循環(huán)回收標(biāo)志SAE二美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)警不標(biāo)志指示器狀態(tài)顯示循環(huán)回收標(biāo)志SAE二美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)警不標(biāo)志指示器狀態(tài)顯示6-QW-60YD12V 60Ah 550A(SAE)起亞標(biāo)志風(fēng)帆裔標(biāo)型號(hào)額定電壓指示器顯色狀態(tài) 藍(lán)色。良好 白色O需充電紅色液不足，需史圾saiL額定容量冷起動(dòng)電流保定金風(fēng)駅茜電池有限公司循環(huán)回收標(biāo)志SAE二美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)警不標(biāo)志指示器狀態(tài)顯示警示標(biāo)示標(biāo)示的含義:1注意閱讀說(shuō)明書(shū)2 注意有腐蝕性液體3 禁止靠近明火和火 焰4 對(duì)蓄電池進(jìn)行操作 時(shí)注意穿戴好防護(hù) 用品警示標(biāo)示5 嚴(yán)禁兒童接近6

8、注意有爆炸性氣體7 蓄電池禁止放入垃 圾箱&舊蓄電池應(yīng)該進(jìn)行 適當(dāng)?shù)奶幚?并且 可以回收再利用帯三節(jié)、董電池的工作原理及特性雙極硫酸鹽化理論蓄電池中參與化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì),正極板上是 pbO2負(fù)極板上是pb 電解液是硫酸水溶液蓄電池放電時(shí),正極板上的pbO2和負(fù)極板上 的p bi?變成pbs o4永溶液電解液中的H2SO4減少,相對(duì)密度下降。蓄電 池充電時(shí),則按相反的方向變化。一、蓄電池的工作原理蓄電池的化學(xué)反應(yīng)方程式為：的電PbO22H2SO4 + P 圧二充電PbSO4 + 2Ha0PbSO4山1電動(dòng)勢(shì)的延立蓄電池的電動(dòng)勢(shì)是正、負(fù)極浸入電解液 后產(chǎn)生的。其反應(yīng)過(guò)程見(jiàn)圖-8所示負(fù)極板：鉛溶于電解

9、液中，失電子生成 Pb2+ Pb2ef Pb2+電子留在負(fù)極板上，和Pb2+吸引，使負(fù)極具有負(fù)電位，為-O.lVo正極板：PbO2溶于電解液 PbO2+2H2OPb(OH)4 Pb(0H)4Pb4+ + 40H OH-留在電解液中，Pb4+沉附在正極 表面，使正極板有+2.0V在外電路未接通時(shí)，反應(yīng)達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡 時(shí)，薛止由易勢(shì)買(mǎi)h E=2.0-(-0.1)=2.1V諾電動(dòng)勢(shì)的建立疋極板 電解液 負(fù)極板2H.OPbO.jWPb* + 4OH- Pb2+ + 2e+2.0V圖1-8蓄電池電動(dòng)勢(shì)的建立PbPb2H2 SO4 和 2H5O q匕2.放電過(guò)程:黑蓄電池的化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能的過(guò) 程稱為放電

10、過(guò)程。2十送二；硫駭電解液圖-9 蓄電池放電過(guò)程圖-9 蓄電池放電過(guò)程Tf4H.0 nPbSO康中用了2HQ剩下2HQ 卩bSO-圖-9 蓄電池放電過(guò)程如果將蓄電池與外電路 的負(fù)荷接通,電子G從負(fù) 極板經(jīng)過(guò)外電路的負(fù)荷 流往正極板,使正極板 的電位下降，從而破壞 了原有的平衡狀態(tài)。發(fā) 生電化學(xué)反應(yīng)。從理論上說(shuō) 蓄電池這 種放電將極板上所有物 質(zhì)全部轉(zhuǎn)變?yōu)榱蛩徙U, 但實(shí)際轉(zhuǎn)化的只有30 50%。.3.充電at程ePbSO毓酸電解液4HQN“屮卜so42H+ 40H 2H+4PbSO4tlSOq Pb+ +4 2ePb H2SO4 2HQ H2SO$ Ph()2將電能轉(zhuǎn)換 成蓄電池化 學(xué)能的過(guò)程

11、稱為充電過(guò) 程，它是放 電反應(yīng)的逆 過(guò)程。圖ITO蓄電池充電過(guò)程士3.充電過(guò)程 -親訂蓄電池的正負(fù)兩極接通直流電源ni當(dāng)電源電壓高于蓄電池 的電動(dòng)勢(shì)E時(shí)f電流由蓄 電池的正極流入 從蓄 電池的負(fù)極流出 也就 是電子由正極板經(jīng)外電 路流往負(fù)極板。這時(shí)正負(fù)極板發(fā)生的化 學(xué)反應(yīng)正好與放電過(guò)程 相反f其化學(xué)反應(yīng)過(guò)程 如圖所示。IV蓄 電池充放電過(guò)程結(jié)論蓄電池在放電時(shí),電解液中的硫酸將逐漸減少, 而水將逐漸増多,電解液相對(duì)密度下降。蓄電池在充電時(shí),電解液中的硫酸將逐漸増多, 而水將逐漸減少,電解液相對(duì)密度増加。在充放電時(shí),電解液濃度發(fā)生變化,主要是由 于正極板的活性物質(zhì)化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果,因此要 求正極極處

12、的電解液流動(dòng)性要好。在裝配蓄電池時(shí),應(yīng)將隔板有溝槽的一面對(duì)著正極板,以便電解液流通。和爲(wèi)審旳関理審塁別腳瞬塁和爲(wèi)審傘諄哲毎咆審可馨関理審塁X蓄電池的卿止電動(dòng)勢(shì)及基本電特性靜止電動(dòng)勢(shì)ES蓄電池處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí),正負(fù)極板之間的電位差(即 開(kāi)路電壓)稱為靜止電動(dòng)勢(shì)。開(kāi)路電壓：理論上,開(kāi)路狀態(tài)下的端電壓并不等于電 建敢串趙贏 但是 開(kāi)鯉匡毎鱷值上退搗近蘆電池 的馨止電動(dòng)勢(shì),可以用開(kāi)路電壓般靜止電動(dòng)勢(shì)。 一般規(guī)定鉛蓄電池的額定開(kāi)路電壓為2.0V。開(kāi)路電壓(靜止電動(dòng)勢(shì))公式鉛鈣電池：ES=0.85 + p25C(V)或鉛聲電池：ES=0.84+p25C (V)汽車用蓄電池的電解液密度一般在l.：L2：L30

13、g/cm3之 間 f 因此ES=1.972.15 (V)ih 蓄電池的靜止電動(dòng)勢(shì)及基本電待性蓄電池端電壓的測(cè)量：端電壓包括開(kāi)路電壓.放電電壓和充電電壓, 取決于蓄電池的工作狀況。 一般發(fā)動(dòng)機(jī)未工作時(shí)測(cè)量蓄電池電壓為開(kāi)路電 壓為 12V。(12-12.7 V) 一般發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)測(cè)量蓄電池電壓為充電電壓 為：L4V。(13.8-14.4 V)起動(dòng)時(shí)測(cè)量蓄電池電壓為放電電電壓約為811VO實(shí)際測(cè)量時(shí)采用放電計(jì)模擬啟動(dòng)狀態(tài)。n2、蓄電池更放電特桂/ A7. 51. 75V1.85V-韻tfc的放電特性是指在恒 流放電過(guò)程中,蓄電池的端 電壓和電解液相對(duì)密度隨時(shí) 間而變化的規(guī)律。將完全充足電的蓄電池以5

14、. 0-b 075A h=L 27 A/-3. 75A廠* U2520h放電率的電流進(jìn)行放電f 往放電過(guò)程中不斷地調(diào)節(jié)外 接的電位器，使放電電流保 （寺穩(wěn)定不變/每隔一定藥府 間，測(cè)量端電壓和電解液密 度，得到如圖所示的放電特 性曲線。69圖1-12恒流放電特性曲線JS 放 電 特 性 曲 線-2.蓄電池的開(kāi)始放電階段端電壓由2.14V迅速下降至 2.1V極板孔隙內(nèi)硫酸迅速消耗電 解液密度迅速下降,濃差極化 増大，端電壓迅速下降。 (2)相對(duì)穩(wěn)走階段端電壓由緩慢下降至1.85V極板孔隙外向孔隙內(nèi)擴(kuò)散的硫 酸與孔隙內(nèi)消耗的硫酸達(dá)到動(dòng) 態(tài)平衡，孔內(nèi)外電解液密度一 起緩慢下降,所以端電壓緩慢 下降。

15、三二2 9 6 3 O(v =臺(tái)）迅速下降階d 2JE -端電壓由1.85V迅速下降至175 V。放電接近終了時(shí), 電化學(xué)極化.濃差 極化.歐姆極化顯 著增大,端電壓迅 速下降。黠放電終了的L98VUfL29j耳疋=L 13/3A5101520r/(h)圖卜12恒流放電特性曲線L98VOS% i5101520r/(h)圖卜12恒流放電特性曲線在恒流充電過(guò)程中，蓄電池的 端電壓與電解液相對(duì)密度隨時(shí) 間而變化的規(guī)律。充電電源必須采用直流電源， 以一定的電流人向一只主全放 電的蓄電地進(jìn)行充電。.保持充電電流入不變，每隔一 定時(shí)間測(cè)量單格電池的端電壓 和電解液相對(duì)密度?？梢岳L制出蓄電池的充電特性 曲線,如圖所示。性（恒流充電）充電終了/ = 1.27占蓄電池的充電特-(1)充電開(kāi)始階段端電壓迅速上升。開(kāi)始充電時(shí),孔隙內(nèi)迅速生 成硫酸,濃差極化増大，端 電壓迅速上升。(2)穩(wěn)定上升階段端電壓緩慢上升至2.4V左 右?？紫秲?nèi)生成的硫酸向孔隙外 擴(kuò)散,當(dāng)硫酸生成的速度與 擴(kuò)散速度達(dá)到平衡時(shí),端電 壓隨整個(gè)容器內(nèi)