汽車電氣系統(tǒng)蓄電池概述(80張)課件

1、第二章 蓄電池第2章 蓄電池一、概述1、蓄電池的分類 何謂蓄電池？汽車上（電動汽車除外）使用的是哪種蓄電池？ 汽車用鉛蓄電池分幾種？（4種）1.何謂蓄電池？ 蓄電池是一種化學電源，即能將電能轉化為化學能儲存，也能通過其內部的化學反應向用電設備供電。 是一個可逆的低壓直流電源。蓄電池的分類鉛酸蓄電池鎳堿蓄電池普通干荷濕荷免維護汽車用蓄電池電動車蓄電池第一節(jié) 概述（1）起動時；（2）發(fā)電機不發(fā)電時；（3）過載時；（4）充電；（5）保持系統(tǒng)電壓穩(wěn)定，保護電子元件。2、 蓄電池的功用第二節(jié) 蓄電池的結構與型號一、蓄電池的結構極板、隔板、電解液、外殼第二節(jié) 蓄電池的結構與型號極板由柵架和活性物質組成。

2、正極板：二氧化鉛（PbO2 ）, 深棕色 負極板：海綿狀純鉛（Pb）,青灰色注意： 負極板比正極板多一塊。 極板組極板：由柵架和活性物質組成。極板有正極板和負極板之分隔板： 在正、負極板間起絕緣作用，可使電池結構緊湊。 A-隔板有許多微孔，讓電解液暢通無阻。 B-隔板一面平整，一面有溝槽。溝槽面對著正極板。使充放電時，電解液能通過溝槽及時供給正極板，當正極板上的活性物質PbO2脫落時能迅速通過溝槽沉入容器底部。 注：溝槽應垂直放置，并朝向正極板。隔板材料：硬橡膠、塑料兩種。外殼上有鏈條和加液孔。殼體：聯(lián)條：串聯(lián)各單格電池 ， 材料為鉛。加液孔蓋： （ 注意孔蓋上小孔的作用） 蓄電池的每一個單格

3、都有一個加液孔，為加注電解液和檢測電解液密度所用，孔蓋上有通氣孔，該小孔應經常保持暢通，一便隨時排除蓄電池化學反應放出的氫氣和氧氣，防止外殼漲列和發(fā)生事故。附件：電解液： 用純硫酸和蒸餾水按一 定的比例配制成配制成的電解液比重一般在1.241.30g/ cm3之間。 對電解液濃度的選擇北方南方略有不同。 二 、免維護蓄電池(MF)1.優(yōu)點：不需維護、自放電少、壽命長耐過充性能好。2.結構特點：第三節(jié) 蓄電池的工作原理1.電動勢的建立正極板：PbO2 Pb4+2.0V負極板： Pb-2ePb2+ -0.1V兩極板之間的 電動勢為2.1V1.電動勢的建立 一個極板組的電動勢也是2.1V； 要得到1

4、2V電壓需串連6個單格。第三節(jié) 蓄電池的工作原理2.放電時化學反應為：正極板：Pb4+2ePb2+ Pb2+SO42-PbSO4 附在正極板上第三節(jié) 蓄電池的工作原理負極板：Pb-2ePb2+ Pb2+SO42-PbSO4 附在負極板上二、蓄電池的放電過程2.放電時化學反應總方程式為：PbO2 Pb 2H2SO4 2Pb SO4 2H2O 電解液中：H+OH-H2O SO4 減少 電解液硫酸濃度降低第三節(jié) 蓄電池的工作原理工作原理放電過程 蓄電池放電終了特征：（1）單格電池電壓降到終止電壓；（2）電解液密度下降到最小許可值。三、蓄電池的充電過程工作原理充電過程蓄電池充電終了特征：（1）電解液中

5、有大量氣泡冒出，呈沸騰狀態(tài)；（2）電解液密度和端電壓上升到規(guī)定值，且23小時保持不變。蓄電池的型號 6 Q 105 6Q A105 6Q B105 6Q W105 G 6Q A105S 6Q H105D單格數(shù)特征額定容量蓄電池的選用蓄電池的選擇必須符合如下兩點要求： 1.電壓等級必須一致 2.蓄電池的容量必須足夠。 蓄電池在規(guī)定條件下放出的電量稱為容量，單位為安.小時（A.h） C=Iftf蓄電池容量的表示額定容量起動容量儲備容量第四節(jié) 蓄電池的容量及其影響因素一、 蓄電池的容量 1、額定容量 蓄電池的額定容量用20h率容量表示：即將充足電的蓄電池在電 解液溫度為25條件下，以20h率放電電流

6、連續(xù)放電，直至單池平均電壓降到1.75V時,輸出的電量稱為蓄電池的額定容量。2、儲備容量 儲備容量表示了汽車充電系統(tǒng)失效時蓄電池向汽車提供25A恒流的能力。 蓄電池在電 解液溫度為25條件下，以25A恒流放電電流連續(xù)放電，直至單池平均電壓降到1.75V時的放電時間稱為蓄電池的儲備容量。 電解液在30時，以3倍額定容量的電流持續(xù)放電至終止電壓（12V蓄電池為8V，6V蓄電池為4V）所放出的電量稱為常溫起動容量（持續(xù)時間應在5min以上。 電解液在18時，以3倍額定容量的電流持續(xù)放電至終止電壓（12V蓄電池為6V，6V蓄電池為3V）所放出的電量稱為低溫起動容量（持續(xù)時間應在2.5min以上）。常溫

7、起動容量低溫起動容量3.起動容量二、影響容量的因素 1.構造因素：極板的面積、片數(shù)、厚度 2.使用因素： 1）放電電流 2）電解液溫度 3）電解液密度 放電電流和容量的關系舉例電解液溫度電解液密度 第五節(jié) 蓄電池工作特性 電動勢 靜止電動勢 內阻 放電特性 充電特性電動勢E（正負極板電位差） E 0= 0.84 +25 。C 25 。C =t+0.00075（t25） 靜止電動勢E 0 ：指其內部工作物質的運動處于暫時的平靜狀態(tài)時的電動勢。 一、 靜止電動勢靜止電動勢是指蓄電池在靜止狀態(tài)(不充電也不放電)，正負極板之間的電位差(即開路電壓)。它的大小與電解液的相對密度和溫度有關。二、內阻 蓄電

8、池的內電阻由極板電阻、電解液電阻、隔板電阻、連條電阻組成。放電程度越高，極板電阻越大；溫度低，粘度大，電解液電阻增大，相對密度過高或過低，電解液電阻增大。電解液電阻與密度關系適當采用低比重1.208g/cm3、高溫度的電解液，可降低蓄電池的內阻。內阻極板電阻：電阻很小，且與活性物質變化而變化。電解液電阻：與其溫度和密度有關。隔板：其材料的通透性影響電解液的電阻。連接條：鉛質，電阻很小。放電特性：概念：蓄電池的放電特性是指在恒流放電過程中，蓄電池的端電壓Uf和電解液密度25隨時間f而變化的規(guī)律。蓄電池在恒流放電過程中，端電壓的變化規(guī)律: 開始放電階段 相對穩(wěn)定階段 迅速下降階段蓄電池放電終了的特

9、征是：.單個電壓降到放電終止電壓(單池終止電壓和放電電流有關)；.電解液密度降到最小終止值。 但應注意：放電終止電壓和放電電流有關。充電特性 ：概念：蓄電池的充電特性是指在恒流充電過程中，蓄電池的端電壓Uf和電解液密度25隨時間f而變化的規(guī)律。蓄電池充電終了的特征是：.端電壓和電解液密度上升到最大（2.7V），且在2h小時內不上升。.電解液中劇烈冒汽泡，呈沸騰現(xiàn)象。(電解水)三、放電特性蓄電池的放電特性是指在恒流放電過程中，蓄電池的端電壓Uf和電解液相對密度等參數(shù)隨時間而變化的規(guī)律。放電特性 Uf = E - IfRn 1）放電初期，極板孔隙內的硫酸迅速消耗，Uf和E從2.1V迅速下降到2V左

10、右； 2）繼續(xù)放電，當孔隙內消耗掉的硫酸和滲入的硫酸達到平衡時， Uf和E緩慢下降到1.85V；3）放電接近終止時，活性物質大部分已轉變?yōu)镻bSO4而積聚在孔隙內，Uf和E迅速下降到1.75V；2.放完電的標志 1）Uf降到放電終止電壓（與放電電流有關）；2）電解液比重下降到最小許可值，約為1.11；1.放電過程四、充電特性蓄電池的充電特性是指在恒流充電過程中，蓄電池的端電壓Uc和電解液密度等參數(shù)隨充電時間變化的規(guī)律。充電特性1、充電過程UC = E + ICRn1）充電初期，極板孔隙內表層迅速生成硫酸，使孔隙中電解液比重增大， UC和E迅速上升；2）繼續(xù)充電，當孔隙內產生硫酸的速度和向外擴散

11、的速度達到平衡時， UC和E隨整個容器內電解液比重的上升而緩慢上升；3）UC達到2.32.4V時，極板上可能參加變化的活性物質，差不多全恢復為PbO2和Pb，繼續(xù)通電，使得水電解，出現(xiàn)沸騰，UC上升到2.7V左右，此時應切斷電源。 2、充足電的標志 1）UC上升到最大值，且兩小時內不再增加；2）電解液比重上升到最大值，且兩小時內不再增加；3）蓄電池激烈地放出大量氣泡，電解液沸騰。小 結1.鉛蓄電池由哪幾部分組成？（極板、隔板、電解液、外殼）2.鉛蓄電池內部分為幾個單格？一格的靜止電動勢約為多少？3.正、負極板上的活性物質各是什么？（正極板Pbo2,負極板Pb）4.鉛蓄電池的每一個單格都有一個加

12、液孔，孔蓋上通氣孔，其作用？5 .蓄電池的選擇必須符合哪些要求？6 .國產蓄電池的編號規(guī)則？7 .寫出蓄電池充放電的化學反應綜合方程式。8 .蓄電池放電終了特征？放電時兩極板上生成什么物質，電解液有何變化？9 .蓄電池充電終了特征？充電時兩極板上各生成什么物質？電解液有何變化？10 .何謂蓄電池容量？單位？（蓄電池在規(guī)定條件下放出的電量。單位為A.h）11 .何謂額定容量？起動容量？12 .使用因素對容量有何影響？(放電電流大容量小，環(huán)境溫度低容量?。?蓄電池的常見故障有：蓄電池的外部故障有： 外殼裂紋 極柱松動 封膠干裂 蓄電池的內部故障有： 極板硫化、活性物質脫落、極板柵架腐蝕、極板短路、

13、自放電、極板拱曲。 第六節(jié) 蓄電池的常見故障1.極板硫化：原因及預防措施？2.活性物質脫落：原因及預防措施？3.極板柵架腐蝕：原因及預防措施？4.極板短路：原因及預防措施？5.自行放電：原因及預防措施？6.極板拱曲：原因及預防措施？第六節(jié) 蓄電池的常見故障一、極板硫化1故障特征： 極板上生成白色的粗晶粒硫酸鉛的現(xiàn)象簡稱硫化。 輕度硫化后，蓄電池內阻增大，容量變小 嚴重硫化后，充電放電都會異常，放電時，內阻顯著增大，電壓迅速下降，不能持續(xù)供給電流；充電時，單格電池電壓高，可達2.8V以上，密度上升慢，溫度上升快，過早出現(xiàn)沸騰現(xiàn)象。2 產生原因： 1） 不及時充電或長期充電不足； 2） 蓄電池液面

14、過低； 3） 長期過渡放電或小電流深度放電； 4） 新電池初充電不徹底； 5） 電解液密度過高，成分不純；3.防止硫化的措施： 保持蓄電池經常處于足電狀態(tài)；用完電及時充電（24h內）；經常檢查液面。一、極板硫化二、極板活性物質脫落1 故障特征: 蓄電池輸出容量下降，充電時電解液混濁，呈棕色 2故障原因：1） 充電電流過大；2） 過充時間過長； 3） 低溫大電流放電。另外，汽車顛簸也會造成活性物質脫落排除方法 輕度：更換電解液，嚴重報廢三、自放電 蓄電池在無負載的靜態(tài)下電量自動消失的現(xiàn)象稱為自放電。蓄電池的自放電是不可避免的。 1.故障性自放電特征: 如果充足電的蓄電池在30天之內每晝夜容量降低

15、超過2%，稱為故障性自放電。 2.故障原因： 1） 電解液含雜質過多，不純； 2）電池表面不清潔； 3）長期存放，硫酸下沉； 4）活性物質脫落，引起短路 3.防止措施 1） 使用符合標準的硫酸和蒸餾水配置電解液; 2） 配置電解液的容器要保持清潔; 3） 防止雜質進入電池內.四、極板短路1故障特征 充電電壓很低或為零，密度上升很慢或不上升，氣泡很少或無氣泡2故障原因 1）活性物質大量脫落，堆積造成 2）隔板破損 3）極板組彎曲 4）導電物進入電解液3排除方法拆檢五、極板柵架腐蝕1 故障特征 主要是正極板腐蝕，極板呈腐爛狀態(tài)，活性物質以塊裝堆積在兩隔板之間，蓄電池輸出容量降低。2 故障原因 主要

16、是氧化所至，在蓄電池基本充足電以后，部分電流便開始電解水，產生氧氣，使正極板腐蝕 電解液密度增大，溫度升高和充電時間過長，會加速極板腐蝕。其他故障極板拱曲： 極板拱曲主要是長時間大電流放電所致。單格電池極性顛倒： 現(xiàn)象：蓄電池電壓迅速下降，不能繼續(xù)使用 原因：維護不當沒及時發(fā)現(xiàn)有故障的單格電池，被其他單格電池反充電造成。第七節(jié) 蓄電池的充電 蓄電池的適時充電，是延長蓄電池壽命，保持良好的技術狀態(tài)的一種很重要的手段。所以我們必須懂得蓄電池充電的一些基本知識和基本技能。 第七節(jié) 蓄電池的充電充電設備 汽車上用發(fā)電機充電室用充電機 充電室充電有：1）硅整流充電2）晶閘管充電機3）智能充電機一、 充電

17、方法1、定壓充電2、定電流充電3、脈沖快速充電1、定壓充電在充電過程中，充電電源電壓恒定不變。汽車上是恒壓充電；充電室的恒壓充電（被充電池并聯(lián)）每一支路的單格電池數(shù)相等。你知道一個充電機可并聯(lián)連接多少電池嗎？恒壓充電的優(yōu)缺點：優(yōu)點：充電速度快，充電時間短，充電電流IC會隨著電動勢E的上升， 而逐漸減小到零，使充電自動停止，不必人工調整和照管。缺點：充電電流大小不能調整，所以不能保證蓄電池徹底充足電，也不能用于初充電和去硫化充電。2.定流充電 在充電過程中，保持充電電流恒定的充電方法。（電池串聯(lián)） 此方法廣泛用于初充電、補充充電、和去硫化充電。 充電電流大小的選擇一般分兩個階段。優(yōu)點：充電電流可

18、任意選擇，有益于延長蓄電池壽命，可用于初充電和去硫化充電。缺點：充電時間長，且需要經常調整充電電流。定流充電連接圖和充電特性曲線Ic1=1/15C20Ic2=1/30C20Ic1=1/15C20Ic2=1/30C20初充電補充充電你知道一個充電機可串聯(lián)連接多少電池嗎？3.脈沖快速充電脈沖快速充電的充電電流和方法如右圖所示：1）充電時間大大縮短；2）可增加蓄電池的容量；3）去硫化顯著；4）對極板的活性物質沖刷力強，易造成活性物質脫落。蓄電池端子極性的識別：1）看標記；2）看顏色；3）用直流電用表測量。 蓄電池保養(yǎng)中規(guī)定每12個月應將蓄電池從車上拆下，在充電室給予補充充電一次，以延長蓄電池壽命帶電

19、解液存放的蓄電池每12個月補充充電一次，以防止硫化二、充電種類1.初充電（普通蓄電池）2.補充3.間歇過充電4.循環(huán)鍛煉充電5.去硫化充電1.初充電（普通蓄電池）步驟：加電解液接線選電流大小充電開始充好電的蓄電池檢查1）加注電解液：密度符合規(guī)定，液面高度符合要求。2）選擇充電電流：第一階段IC=C20/15（A），當電解液開始冒氣泡，且單格電池電壓上升到2.4V,進入第二階段；第二階段， IC=C20/30（A）。3）接線4）充電過程中應注意問題： 旋開加液孔； 經常觀察充電電流，及時調整； 每隔2-3h應測量一次電壓和密度，及時轉為第二階段； 經常測量溫度，控制不高于45； 2.補充充電蓄電

20、池有電量不足的現(xiàn)象時應補充充電 發(fā)現(xiàn)下列情況之一應補充充電： 1）電解液密度下降到1.15g/cm3以下時 2）冬季放電超過25%時,夏季超過50 時 3）前照燈燈光暗淡，表示電力不足時 4）起動無力時（非機械故障）蓄電池補充充電電流的選擇： 第一階段IC=C20/10（A）； 第二階段IC=C20/20（A）。3.間歇過充（電每3個月進行一次）目的：避免使用中蓄電池硫化。方法：先把蓄電池充足電，然后停歇1小時，以小電流(1/2)在進行過充電，2小時左右。如此反復，直至一接入電源就沸騰為止。4.循環(huán)鍛煉充電（每隔3個月應進行一次）方法是： 將蓄電池完全充足電后，按20h率放電，再充電反復進行直

21、至容量達到額定容量的90即可。 5.去硫化充電 蓄電池輕度硫化，可用充電的方法予以消除，方法如下： 1）將蓄電池按20h率放完電。 2）倒出電解液，加入蒸餾水沖洗兩次，在加入蒸餾水，用IC=C20/30（A）的電流進行充電，當密度上升到1.15g/cm3時，到處電解液，再加蒸餾水繼續(xù)充電，如此反復，直至密度不上升為止。 3）加入正常密度的電解液，按初充電方法進將蓄電池充足電 4）以20h率放電，檢查容量，輸出容量達到額定容量的80%以上，即可使用。 第八節(jié) 蓄電池使用與維護 第八節(jié) 蓄電池使用與維護一、蓄電池的儲存 1新蓄電池的儲存； 儲存室要干燥、清潔、通風、 530度溫度放置不擠壓、密封加

22、液孔和通氣孔、遠離熱源和有害氣體、不能倒置、卻不能超過期限。2使用過的蓄電池的長時間儲存； 先充足電，然后放完電；用蒸餾水洗凈，密封加液孔、通氣孔。 3帶電解液的蓄電池的儲存 充足電，每隔12個月補充充電一次。二、新電池的啟用1.普通蓄電池： 清潔表面；除去密封；注入電解液；浸泡48h；初充電。2.干荷蓄電池： 清潔表面；除去密封；注入電解液；浸泡0.5h。（若存放時間超過2年，應補充充電）第八節(jié) 蓄電池使用與維護三、蓄電池的拆裝 1）輕拿輕放 2）型號相符 3）牢固、 4）防銹蝕、接觸良好 5）極性一致 6）接線先正極，后負極。第八節(jié) 蓄電池使用與維護四、蓄電池維護三抓： 1、抓及時、正確充

23、電 ；2、抓正確使用操作 ；3、抓清潔保養(yǎng)。五防： 1. 防止過充和充電電流過大；2. 防止過度放電；3. 防止電解液液面過低; 4. 防止電解液密度過大;5.防止電解液內混入雜質。 五、蓄電池技術狀態(tài)檢測1.外部檢測：目測2.電解液液面高度檢測：目的： 判斷蓄電池液面高度防止硫化方法: 1）目測 2）用玻璃管檢測3.電解液密度的檢測：目的： 判斷放電程度儀器: 吸式密度計方法:(見右圖)吸式密度計、溫度計、玻璃管充電狀態(tài)(%) 1007550電解液相對密度(g/cm3) 1.271.231.19充電狀態(tài)(%) 250電解液相對密度(g/cm3) 1.151.11電解液相對密度和存電量之間的關系4.蓄電池開路電壓的檢測檢測條件：不充電、不放電、不加蒸餾水或電解液開路電壓與放電程度的關系：100 12.6以上75 12.4以上50 12.2以上25 12.0以上0 11.9以上目的： 判斷蓄電池存電量和是否有故障儀器: 高率放電計5.蓄電池大電流放電檢測：41一直割舍不下一件事，永遠成不了!42掃地，要連心地一起掃！43不為模糊不清的未來擔憂，只為清清楚楚的現(xiàn)在努力44當你停止嘗試時，就是失敗的時候45心靈