培训课件：汽车蓄电池(可编辑)

培训课件汽车蓄电池蓄电池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。视频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。视频汽油机起动电流为200600A有的柴油机起动电流达1000A。蓄电池并联电路蓄电池的分类汽车上一般采用铅酸蓄电池，其主要目的使启动发动机。车用蓄电池可分为以下4种湿荷电蓄电池干荷电蓄电池少维护蓄电池免维护蓄电池。具体见后表蓄电池的分类蓄电池的功用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瞬时过电压，保护电子元件，保持汽车电器系统电压稳定视频对蓄电池的要求启动发动机时，蓄电池在510S内，要向启动机连续供给强大电流（汽油机200600A，柴油机8001000A）因此，对蓄电池的要求是容量大、内阻小、有足够的启动能力。第一节、蓄电池的构造与型号蓄电池的构造蓄电池一般由3个或6个单格电池串联而成，结构如图所示蓄电池的基本构造极板隔板外壳电解液联条加液孔盖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。极板极板栅架活性物质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。隔板电解液铅酸蓄电池的电解液，是由相对密度184的纯硫酸和蒸馏水配制而成。密度一般在124131GCM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。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6V和12V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。外壳蓄电池的型号、规格蓄电池的产品型号按照原机械工业部部颁标准JB259985的规定，铅蓄电池产品型号分为三段，解放CA141汽车用蓄电池6QA100即是6个单格电池额定电压12伏额定容量100AH起动型干荷蓄电池注安时数代表电池容量的大小。电池的额定容量指25，以恒定电流放电20H至终止电压（175V/单格），该电流的20倍即为电池的容量。一般用AH数代表电池的额定容量，用CN表示。N指几小时放电率，这里为20。有些电池是以10H放电率计算的，用C10表示。例这里100AH/12V的电池指该电池以5A的电流恒定放电直至终止电压105V，可连续放电20H。第二节、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PBO2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PBO2和负极板上的PB都变成PBSO4水溶液电解液中的H2SO4减少，相对密度下降。蓄电池充电时，则按相反的方向变化。一、蓄电池的工作原理蓄电池的化学反应方程式为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。其反应过程见后图所示负极板铅溶于电解液中，失电子生成PB2PB2EPB2电子留在负极板上，和PB2吸引，使负极具有负电位，为01V。电动势的建立正极板PBO2溶于电解液PBO22H2OPBOH4PBOH4PB44OHOH留在电解液中，PB4沉附在正极表面,使正极板有20V在外电路未接通时，反应达到动态平衡时，静止电动势为E200121V电动势的建立一、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。一、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，蓄电池这种放电过将极板上所有物质全部转变为硫酸铅，但实际转化的只有2030。二、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。二、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（倒过来看）。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。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20V。开路电压（静止电动势）公式ES08525C（V）汽车用蓄电池的电解液密度一般在112130G/CM3之间，因此ES197215（V）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12V。一般发动机工作时测量蓄电池电压为充电电压为14V。启动时测量蓄电池电压为放电电电压约为811V。实际测量时采用放电计模拟启动状态。2蓄电池的内阻包括极板，隔板，电解液，铅质联条等的内阻。3、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20H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。放电特性曲线2、蓄电池的放电特性（1）开始放电阶段端电压由214V迅速下降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185V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。2、蓄电池的放电特性（3）迅速下降阶段端。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3、蓄电池的充电特性在恒流充电过程中，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。蓄电池的充电特性（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24V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。蓄电池的充电特性（3）充电末期电压迅速上升到27V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。蓄电池的充满电的特征端电压上升到最大值27V，并在2H3H内不再增加。电解液相对密度上升到最大值127G/CM蓄电池内产生大量气泡。第三节、蓄电池的容量及其影响因素一、蓄电池的容量指蓄电池在规定条件下（包括放电温度、放电电流、放电终止电压）放出的电量。单位安时（AH）理论容量、实际容量（无实际意义）额定容量、储备容量一、蓄电池的容量额定容量用20H率容量表示。国标GB5008191启动用铅蓄电池技术条件规定将充电的新蓄电池在电解液温度为255C条件下，以20H率的放电电流连续放至单池平均电压降到175V时，输出的电量称为额定容量。实际测量蓄电池容量超过20小时为合格一、蓄电池的容量储备容量国标GB5008191启动用铅蓄电池技术条件规定蓄电池在252条件下，以25A恒流放电直至单池平均电压降到175V时的放电时间。单位为分钟（MIN）。影响蓄电池容量的因素极板的构造对容量的影响放电电流对容量的影响。电解液温度对容量的影响。电解液密度对容量的影响。二、影响容量的因素1构造因素对容量的影响极板厚度越薄，活性物质的利用率就越高，容量就越高。极板面积越大，同时参与反应的物质就越多，容量就越大。同性极板中心距越小，蓄电池内阻越小，容量越大。片数越多，容量越大。2使用因素对容量的影响放电电流对容量的影响放电电流对容量的影响电解液温度对容量的影响电解液温度对容量的影响温度粘度渗入极板困难，活性物质利用率C（容量）；同时，粘度内阻内压降端电压C（容量）电解液密度对容量的影响电解液密度对容量的影响电解液密度电动势E，电液渗透能力，参加反应的活性物质C过高，粘度，内阻，极板硫化C实践证明电解液密度偏低有利于提高放电电流和容量。冬季使用的电解液，在不使其结冰的前提下，尽可能采用稍低的电解液密度。112130G/CM3第四节、蓄电池的故障及其排除蓄电池常见故障包括内部故障和外部故障。外部故障外壳裂纹、极柱腐蚀、极柱松动、封胶干裂。内部故障极板硫化、活性物质脱落、极板栅架腐蚀、极板短路、自放电、极板拱曲。一、极板硫化极板上生成白色的粗晶粒硫酸铅的现象简称硫化。粗晶粒硫酸铅导电性差，正常充电很难还原，晶粒粗，体积大，堵塞活性物质孔隙，内阻增大。故障特征故障特征放电时，内阻大，电压急剧下降，不能持续供给启动电流。充电时，内阻大，单格电池的充电电压高达28V以上，密度上升慢，温度上升快，过早出现沸腾现象。二、活性物质脱落1故障特征蓄电池输出容量下降，充电时电解液混浊，有棕色物质自底部上升。2故障原因充电电流过大；过充时间过长低温大电流放电；造成极板拱曲汽车行驶时颠簸、振动三、自行放电蓄电池在无负载的状态下，电量自动消失的现象称为自放电。蓄电池的自放电是不可避免的故障特征如果充足电的蓄电池在30天之内每昼夜容量降低超过2，称为