汽车蓄电池基础知识.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,.,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,.,*,汽车起动用铅酸蓄电池,1,.,第一节、汽车蓄电池概述,蓄电池是一种将化学能转变为电能的装置，属于可逆的直流电源。,应用最广泛的汽车蓄电池是铅酸蓄电池。,蓄电池最主要的作用是：发动机工作时向起动机和点火装置供电。,汽油机起动电流为200600,A,有的柴油机起动电流达1000,A。,2,.,蓄电池并联电路,3,.,按使用来分为：,动力型蓄电池、起动型蓄电池、储能型蓄电池等,按蓄电池的结构分为：,普通起动用蓄电池（湿荷电蓄电池,H,、干荷电蓄电池,A,、非荷电蓄电池）：需维护或少维护。,免维护起动用蓄电池,阀控蓄电池（胶体电解质蓄电池、,AGM,吸附式蓄电池）,汽车上采用铅酸蓄电池，主要目的是使起动发动机。,现代汽车起动用蓄电池主要使用：,干荷电蓄电池,免维护蓄电池,不同类型的铅酸蓄电池,4,.,干荷蓄电池,极板处于干燥的已充电状态和无电解液贮存的蓄电池。,干荷蓄电池加足电解液后，静放2030,min,即可使用。,干荷蓄电池的工艺特点,在负极板的铅膏中加入抗氧化剂、负极板在化成后经过水洗和浸渍防氧剂、经特殊工艺干燥处理，,提高了负极板上的海绵状纯铅的憎水性和抗氧化性，可以干荷电贮存。,5,.,免维护蓄电池,极板栅架采用铅钙锡合金制成，消除了锑的副作用：自放电少、使用中不需加水；,采用袋式,PE,隔板，可避免活性物质脱落、极板短路：使用寿命长；,采用新型安全通气装置：回收水汽,外壳由聚丙烯塑料制成：重量轻、体积小。,6,.,免维护蓄电池的产品特点,水份散失少,自放电小,连接件腐蚀小,起动性能好,使用寿命长,7,.,蓄电池的功用,1.发动机启动时，向启动机和点火系统供电,2.发动机低速运转时，向用电设备和发电机磁场绕组供电。（应用中应避免）,3.发动机运转时，将发电机剩余电能转化为化学能储存起来；,4.发电机过载时，协助发电机向用电设备供电,5.蓄电池相当于一个大电容器，能吸收电路中出现的舒瞬时过电压，保护电子元件，保持汽车电器系统电压稳定,8,.,对蓄电池的要求,启动发动机时，蓄电池在510,S,内，要向启动机连续供给强大电流（汽油机200600,A，,柴油机8001000,A）,因此，对蓄电池的要求是：容量大、内阻小、有足够的启动能力。,9,.,第二节、蓄电池的构造与型号,蓄电池的构造,(,传统胶壳电池）,10,.,第二节、蓄电池的构造与型号,蓄电池的构造,(,塑壳干荷电、少维护电池）,11,.,蓄电池的基本构造（现代免维护蓄电池）,12,.,蓄电池的基本构造,极板,隔板,外壳,电解液,13,.,极板,极板：是蓄电池的基本部件，由它接受充入的电能和向外释放电能。极板分正极板和负极板两种。正极板上的活性物质是二氧化铅，呈棕红色；负极板上的活性物质是海绵状纯铅，呈青灰色。,14,.,极板,15,.,极板,栅架,活性物质,16,.,隔板,为了避免相互接触而短路，正负极板之间要用绝缘的隔板隔开。,隔板材料应具有多孔性结构，以便电解液自由渗透，而且化学性能应稳定，具有良好的耐酸性和抗氧化性。,17,.,电解液,铅酸蓄电池的电解液，是由相对密度1.84的纯硫酸和蒸馏水配制而成。,密度一般在1.24 1.31,gcm,3,的范围之内。,电解液的纯度是影响蓄电池的电气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，绝对不能加入到蓄电池中去，否则容易自行放电，并且容易损坏极板。因此，蓄电池电解液要用规定的蓄电池专用硫酸和蒸馏水配制。,18,.,外壳,蓄电池外壳为一整体式结构的容器，极板、隔板和电解液均装入外壳内。,蓄电池电压一般有6,V,和12,V,两种规格，因此，外壳内由间壁分成3个和6个互不相通的单格。,外壳应耐酸、耐热、耐寒、抗震动，并具有足够的机械强度。,19,.,外壳,20,.,蓄电池的型号、规格,蓄电池的产品型号,:GB/T 5008.2-2005,对起动用铅酸蓄电池的规格、外形尺寸、端子位置等进行了详细的规定。,GB/T 5008.2-2005,引用了原机械工业部部颁标准,JB2599,的规定，铅蓄电地产品型号分为三段。,21,.,蓄电池的型号、规格,以,6,QA,60,型电池为例：,6-,代表电池单格数量为,6,个,Q-,代表汽车起动用蓄电池,A-,代表干式荷电，,W-,代表免维护,60-,表示电池容量为,60Ah,22,.,奇瑞汽车用蓄电池,6-,QW-75,即是6个单格电池,额定电压12伏,额定容量,75Ah,起动型免维护蓄电池,23,.,奇瑞汽车用蓄电池,A11,车用,L2 400,电池,B11,车用,6-QW-75,电池,T11,车用,6-QW-75,电池,S11,车用,6-QW-45,电池,S21,车用,6-QW-45,电池,24,.,商标标签内容,25,.,警示标示,标示的含义：,1.,注意阅读说明书,2.,注意有腐蚀性液体,3.,禁止靠近明火和火焰,4.,对蓄电池进行操作时注意穿戴好防护用品,26,.,警示标示,5.,严禁儿童接近,6.,注意有爆炸性气体,7.,蓄电池禁止放入垃圾箱,8.,旧蓄电池应该进行适当的处理，并且可以回收再利用,27,.,第三节、蓄电池的工作原理及特性,双极硫酸盐化理论,蓄电池中参与化学反应的物质，正极板上是,pbO,2,负极板上是,pb,电解液是硫酸水溶液,蓄电池放电时，正极板上的,pbo,2,和负极板上的,pb,都变成,pbso4,水溶液,电解液中的,H,2,SO4,减少，相对密度下降。蓄电池充电时，则按相反的方向变化。,28,.,一、蓄电池的工作原理,蓄电池的化学反应方程式为:,29,.,1电动势的建立,蓄电池的电动势是正、负极浸入电解液后产生的。其反应过程见图1-8所示,负极板：铅溶于电解液中，失电子生成,Pb2+,Pb-2ePb2+,电子留在负极板上，和,Pb2+,吸引，使负极具有负电位，为-0.1,V。,30,.,电动势的建立,正极板：,PbO2,溶于电解液,PbO2+2H2OPb(OH)4,Pb(OH)4Pb4+4OH-,OH-,留在电解液中，,Pb4+,沉附在正极表面,使正极板有+2.0,V,在外电路未接通时，反应达到动态平衡时，静止电动势为：,E=2.0(0.1)=2.1V,31,.,电动势的建立,32,.,2,、放电过程,将蓄电池的化学能转换成电能的过程称为放电过程。,33,.,2,、放电过程,如果将蓄电池与外电路的负荷接通，电子,e,从负极板经过外电路的负荷流往正极板，使正极板的电位下降，从而破坏了原有的平衡状态。发生电化学反应。,从理论上说，蓄电池这种放电将极板上所有物质全部转变为硫酸铅，但实际转化的只有,30-50%,。,34,.,3,、充电过程,将电能转换成蓄电池化学能的过程称为充电过程，它是放电反应的逆过程。,35,.,3,、充电过程,充电时蓄电池的正负两极接通直流电源,当电源电压高于蓄电池的电动势,E,时，电流由蓄电池的正极流入，从蓄电池的负极流出，也就是电子由正极板经外电路流往负极板。,这时正负极板发生的化学反应正好与放电过程相反，其化学反应过程如图所示。,36,.,蓄电池充放电过程结论,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，电解液相对密度下降。,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，电解液相对密度增加。,在充放电时，电解液浓度发生变化，主要是由于正极板的活性物质化学反应的结果，因此要求正极极处的电解液流动性要好。,在装配蓄电池时，应将隔板有沟槽的一面对着正极板，以便电解液流通。,37,.,二、蓄电池的工作特性,蓄电池的静止电动势及基本电特性,蓄电池的内阻,蓄电池的放电特性,蓄电池的充电特性,38,.,1、蓄电池的静止电动势及基本电特性,静止电动势,ES,蓄电池处于静止状态时，正负极板之间的电位差（即开路电压）称为静止电动势。,开路电压：理论上，开路状态下的端电压并不等于电池的电动势。但是，开路电压在数值上很接近蓄电池的静止电动势，可以用开路电压代替静止电动势。,一般规定铅蓄电池的额定开路电压为2.0,V。,开路电压（静止电动势）公式,铅钙电池：,ES=0.85+25C（V）,或,铅锑电池：,ES=0.84+25C（V）,汽车用蓄电池的电解液密度一般在1.12-1.30,g/cm,3,之间，因此,ES=1.972.15（V）,39,.,1、蓄电池的静止电动势及基本电特性,蓄电池端电压的测量：,端电压包括开路电压、放电电压和充电电压，取决于蓄电池的工作状况。,一般发动机未工作时测量蓄电池电压为开路电压为12,V。,（,1212.7 V),一般发动机工作时测量蓄电池电压为充电电压为14,V。(13.814.4 V),起,动时测量蓄电池电压为放电电电压约为8-11,V。,实际测量时采用放电计模拟启动状态。,40,.,2、蓄电池的放电特性,蓄电池的放电特性是指在恒流放电过程中，蓄电池的端电压和电解液相对密度随时间而变化的规律。,将完全充足电的蓄电池以20,h,放电率的电流进行放电，在放电过程中不断地调节外接的电位器，使放电电流保持稳定不变，每隔一定的时间，测量端电压和电解液密度，得到如图所示的放电特性曲线。,41,.,放电特性曲线,42,.,2、蓄电池的放电特性,（1）开始放电阶段,端电压由2.14,V,迅速下降至2.1,V,极板孔隙内硫酸迅速消耗，电解液密度迅速下降，浓差极化增大，端电压迅速下降。,（2）相对稳定阶段,端电压由缓慢下降至1.85,V,极板孔隙外向孔隙内扩散的硫酸与孔隙内消耗的硫酸达到动态平衡，孔内外电解液密度一起缓慢下降，所以端电压缓慢下降。,43,.,2、蓄电池的放电特性,（3）迅速下降阶段,端电压由1.85,V,迅速下降至1.75,V。,放电接近终了时，电化学极化、浓差极化、欧姆极化显著增大，端电压迅速下降。,蓄电池放电终了的特征,44,.,3、蓄电池的充电特性（恒流充电）,在恒流充电过程中，蓄电池的端电压与电解液相对密度随时间而变化的规律。,充电电源必须采用直流电源，以一定的电流人向一只完全放电的蓄电地进行充电。,保持充电电流入不变，每隔一定时间测量单格电池的端电压和电解液相对密度。,可以绘制出蓄电池的充电特性曲线，如图所示。,45,.,蓄电池的充电特性（恒流充电）,（1）充电开始阶段,端电压迅速上升。,开始充电时，孔隙内迅速生成硫酸，浓差极化增大，端电压迅速上升。,（2）稳定上升阶段,端电压缓慢上升至2.4,V,左右。,孔隙内生成的硫酸向孔隙外扩散，当硫酸生成的速度与扩散速度达到平衡时，端电压随整个容器内电解液密度变化而缓慢上升。,46,.,蓄电池的充电特性（恒流充电）,（3）充电末期,电压迅速上升到2.7,V,左右，且稳定不变，电解液呈沸腾状态。,活性物质还原反应结束后的充电称为过充电，充电电流用于电解水，应避免长时间过充电。,47,.,蓄电池的充满电（恒流充电）的特征,端电压上升到最大值2.7,V，,并在2,h3h,内不在增加。,电解液相对密度上升到最大值1.2,8g/cm,3,蓄电池内产生大量气泡,。,48,.,第四节、蓄电池的生产工艺流程,见培训材料。,49,.,