汽车蓄电池基础知识.pptx

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1、第一节、汽车蓄电池概述第一节、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。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。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。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。汽油机起动电流为汽油机起动电流为200200600600A A有的柴油机起动电流达有的柴油机起动电流达10001000A A。第1页/共49页蓄电池并联电路蓄电池并联电路第2页/共49页按使用来分为：按使用来分为：动力型蓄电池、起动型蓄电池、储能型蓄电

2、池等动力型蓄电池、起动型蓄电池、储能型蓄电池等按蓄电池的结构分为：按蓄电池的结构分为：普通起动用蓄电池（湿荷电蓄电池普通起动用蓄电池（湿荷电蓄电池H H、干荷电蓄电池、干荷电蓄电池A A、非荷电蓄电池）：、非荷电蓄电池）：需维护或少维护。需维护或少维护。免维护起动用蓄电池免维护起动用蓄电池 阀控蓄电池（胶体电解质蓄电池、阀控蓄电池（胶体电解质蓄电池、AGMAGM吸附式蓄电池）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。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：现代汽车起动用蓄电池主要使用：干荷电蓄电池干荷电蓄电池 免维护蓄电池免维护蓄电池 不同

3、类型的铅酸蓄电池不同类型的铅酸蓄电池第3页/共49页干荷蓄电池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。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，静放干荷蓄电池加足电解液后，静放20302030minmin即可使用。即可使用。干荷蓄电池的工艺特点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，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。纯铅的憎水性和抗氧化性，可以干

4、荷电贮存。第4页/共49页免维护蓄电池免维护蓄电池 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、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；使用中不需加水；采用袋式采用袋式PE隔板，可避免活性物质脱落、极板短路：使用寿命隔板，可避免活性物质脱落、极板短路：使用寿命长；长；采用新型安全通气装置：回收水汽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。外壳由聚丙烯塑料制成：重量轻、体积小。第5页/共49页免维护蓄电池的产品特点免维护蓄电池的产品特点 水份散失少水份散失少自放电小自放电小连接件腐蚀小连接件腐蚀小起动性能好起动性能好使用寿命长

5、使用寿命长第6页/共49页蓄电池的功用蓄电池的功用1.1.发动机启动时，向启动机和点火系统供电发动机启动时，向启动机和点火系统供电2.2.发发动动机机低低速速运运转转时时，向向用用电电设设备备和和发发电电机机磁磁场场绕绕组组供供电电。（应用中应避免）（应用中应避免）3.3.发动机运转时，将发电机剩余电能转化为化学能储存起来；发动机运转时，将发电机剩余电能转化为化学能储存起来；4.4.发电机过载时，协助发电机向用电设备供电发电机过载时，协助发电机向用电设备供电5.5.蓄蓄电电池池相相当当于于一一个个大大电电容容器器，能能吸吸收收电电路路中中出出现现的的舒舒瞬瞬时时过过电压，保护电子元件，保持汽车

6、电器系统电压稳定电压，保护电子元件，保持汽车电器系统电压稳定第7页/共49页对蓄电池的要求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8页/共49页第二节、蓄电池的构造与型号第二节、蓄电池的构造与型号 蓄电池的构造蓄电池的构造(传统胶壳电池）第9页/共49页第二节、蓄电池的构造与型号第二节、蓄电池的构造与型号 蓄电池的构造蓄电池的构造(塑壳干荷电、少维护电池）塑壳干荷电、少维护电池）第10页/共49页蓄电池的基本构造蓄电池的基本构造（现代免维护蓄电池）（现代

7、免维护蓄电池）第11页/共49页蓄电池的基本构造蓄电池的基本构造 极板极板隔板隔板 外壳外壳 电解液电解液 第12页/共49页极板极板极板：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。第13页/共49页极板极板第14页/共49页极板极板栅架活性物质第15页/共49页 隔板隔板为为了了避避免免相相互互接接触触而而短短路路，正正负负极极板板之之间间要用绝缘的隔板隔开。要用绝缘的隔板隔开。隔隔板板材材料料应应具具有有多多孔孔性性结结构构，以以便便电电解解液液自自由由渗渗透透，而而且且

8、化化学学性性能能应应稳稳定定，具具有有良良好好的的耐耐酸酸性性和和抗抗氧氧化化性。性。第16页/共49页电解液电解液铅铅酸酸蓄蓄电电池池的的电电解解液液，是是由由相相对对密密度度1.841.84的的纯纯硫硫酸酸和和蒸蒸馏馏水水配配制而成。制而成。密度一般在密度一般在1.241.24 1.31 1.31g gcmcm3 3的范围之内。的范围之内。电电解解液液的的纯纯度度是是影影响响蓄蓄电电池池的的电电气气性性能能和和使使用用寿寿命命的的重重要要因因素素，一一般般工工业业用用硫硫酸酸和和普普通通水水中中，因因含含有有铁铁、铜铜等等有有害害杂杂质质，绝绝对对不不能能加加入入到到蓄蓄电电池池中中去去，

9、否否则则容容易易自自行行放放电电，并并且且容容易易损损坏坏极极板板。因因此此，蓄蓄电电池池电电解解液液要要用用规规定定的的蓄蓄电电池池专专用用硫硫酸酸和和蒸蒸馏馏水水配制。配制。第17页/共49页外壳外壳 蓄蓄电电池池外外壳壳为为一一整整体体式式结结构构的的容容器器，极极板板、隔隔板板和和电电解解液液均均装装入入外外壳内。壳内。蓄蓄电电池池电电压压一一般般有有6 6V V和和1212V V两两种种规规格格，因因此此，外外壳壳内内由由间间壁壁分分成成3 3个个和和6 6个互不相通的单格。个互不相通的单格。外外壳壳应应耐耐酸酸、耐耐热热、耐耐寒寒、抗抗震震动动，并并具具有有足足够的机械强度。够的机

10、械强度。第18页/共49页外壳外壳第19页/共49页蓄电池的型号、规格蓄电池的型号、规格 蓄蓄电电池池的的产产品品型型号号:GB/T:GB/T 5008.2-2005 5008.2-2005 对对起起动动用用铅铅酸酸蓄蓄电电池池的的规规格格、外外形形尺尺寸寸、端子位置等进行了详细的规定。端子位置等进行了详细的规定。GB/T GB/T 5008.2-2005 5008.2-2005 引引用用了了原原机机械械工工业业部部部部颁颁标标准准JB2599JB2599的的规规定定，铅铅蓄蓄电电地地产产品品型号分为三段。型号分为三段。第20页/共49页蓄电池的型号、规格蓄电池的型号、规格 以6 QA 60型

11、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 第21页/共49页奇瑞汽车用蓄电池奇瑞汽车用蓄电池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第22页/共49页奇瑞汽车用蓄电池奇瑞汽车用蓄电池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 第23页/共49页商标标签内容商标标签内容第24页/共49页警示标示警示标示标示的含义：标示的含义：1.1.注意阅读说明书注意阅读说明书 2

12、.2.注意有腐蚀性液注意有腐蚀性液体体 3.3.禁止靠近明火和禁止靠近明火和火焰火焰 4.4.对蓄电池进行操对蓄电池进行操作时注意穿戴好防作时注意穿戴好防护用品护用品第25页/共49页警示标示警示标示 5.5.严禁儿童接近严禁儿童接近 6.6.注意有爆炸性气注意有爆炸性气体体 7.7.蓄电池禁止放入蓄电池禁止放入垃圾箱垃圾箱 8.8.旧蓄电池应该进旧蓄电池应该进行适当的处理，并行适当的处理，并且可以回收再利用且可以回收再利用第26页/共49页第三节、蓄电池的工作原理及特性第三节、蓄电池的工作原理及特性双极硫酸盐化理论双极硫酸盐化理论蓄电池中参与化学反应的物质，正极板上是蓄电池中参与化学反应的物

13、质，正极板上是pbOpbO2 2负极板上是负极板上是pbpb电解液是硫酸水溶液电解液是硫酸水溶液蓄电池放电时，正极板上的蓄电池放电时，正极板上的pbopbo2 2和负极板上的和负极板上的pbpb都变成都变成pbso4pbso4水水溶液溶液电解液中的电解液中的H H2 2SO4SO4减少，相对密度下降。蓄电池充电时，则按相减少，相对密度下降。蓄电池充电时，则按相反的方向变化。反的方向变化。第27页/共49页一、蓄电池的工作原理一、蓄电池的工作原理 蓄电池的化学反应方程式为:第28页/共49页1 1电动势的建立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：

14、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-0.1V。第29页/共49页电动势的建立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+2.0V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第30页/共49页电动势的建立电动势的建立第31页/共49页2 2、放电过程、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。第32页/共49页2 2、放电过程、放电过程 如果将蓄电池与外电路如果将

15、蓄电池与外电路的负荷接通，电子的负荷接通，电子e e从从负极板经过外电路的负负极板经过外电路的负荷流往正极板，使正极荷流往正极板，使正极板的电位下降，从而破板的电位下降，从而破坏了原有的平衡状态。坏了原有的平衡状态。发生电化学反应。发生电化学反应。从理论上说，蓄电池这从理论上说，蓄电池这种放电将极板上所有物种放电将极板上所有物质全部转变为硫酸铅，质全部转变为硫酸铅，但实际转化的只有但实际转化的只有30-30-50%50%。第33页/共49页3 3、充电过程、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。第34页/共49页3 3、充电过程、充电过程 充电时蓄电池的正负

16、两充电时蓄电池的正负两极接通直流电源极接通直流电源当电源电压高于蓄电池当电源电压高于蓄电池的电动势的电动势E E时，电流由时，电流由蓄电池的正极流入，从蓄电池的正极流入，从蓄电池的负极流出，也蓄电池的负极流出，也就是电子由正极板经外就是电子由正极板经外电路流往负极板。电路流往负极板。这时正负极板发生的化这时正负极板发生的化学反应正好与放电过程学反应正好与放电过程相反，其化学反应过程相反，其化学反应过程如图所示。如图所示。第35页/共49页蓄电池充放电过程结论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

17、液相对密度下降多，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。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。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。解液流通。第36页/共49页二、蓄电池的工作特性二、蓄电池的工作特

18、性 蓄电池的静止电动势及基本电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内阻蓄电池的放电特性蓄电池的放电特性 蓄电池的充电特性蓄电池的充电特性 第37页/共49页 1 1、蓄电池的静止电动势及基本电特性、蓄电池的静止电动势及基本电特性 静止电动势静止电动势ESES蓄蓄电电池池处处于于静静止止状状态态时时，正正负负极极板板之之间间的的电电位位差差（即即开开路路电电压压）称称为为静静止止电动势。电动势。开开路路电电压压：理理论论上上，开开路路状状态态下下的的端端电电压压并并不不等等于于电电池池的的电电动动势势。但但是是，开开路路电电压压在在数数值值上上很很接接近近蓄蓄电电池池的的静静

19、止止电电动动势势，可可以以用用开开路路电电压压代代替替静静止止电动势。电动势。一般规定铅蓄电池的额定开路电压为一般规定铅蓄电池的额定开路电压为2.02.0V V。开路电压（静止电动势）公式开路电压（静止电动势）公式 铅钙电池：铅钙电池：ES=0.85+25CES=0.85+25C（V V）或或 铅锑电池：铅锑电池：ES=0.84+25CES=0.84+25C（V V）汽汽车车用用蓄蓄电电池池的的电电解解液液密密度度一一般般在在1.12-1.301.12-1.30g/cmg/cm3 3之之间间，因因此此ES=1.97ES=1.972.152.15（V V）第38页/共49页1 1、蓄电池的静止电

20、动势及基本电特性、蓄电池的静止电动势及基本电特性蓄电池端电压的测量：蓄电池端电压的测量：端端电电压压包包括括开开路路电电压压、放放电电电电压压和和充充电电电电压压，取取决决于于蓄蓄电电池池的的工作状况。工作状况。一一 般般 发发 动动 机机 未未 工工 作作 时时 测测 量量 蓄蓄 电电 池池 电电 压压 为为 开开 路路 电电 压压 为为 1212V V。（1212.7 V)1212.7 V)一一 般般 发发 动动 机机 工工 作作 时时 测测 量量 蓄蓄 电电 池池 电电 压压 为为 充充 电电 电电 压压 为为 1414V V。(13.814.4 V)(13.814.4 V)起起动动时时

21、测测量量蓄蓄电电池池电电压压为为放放电电电电电电压压约约为为8-118-11V V。实实际际测测量量时时采采用放电计模拟启动状态。用放电计模拟启动状态。第39页/共49页2 2、蓄电池的放电特性、蓄电池的放电特性 蓄电池的放电特性是指在蓄电池的放电特性是指在恒流放电过程中，蓄电池恒流放电过程中，蓄电池的端电压和电解液相对密的端电压和电解液相对密度随时间而变化的规律。度随时间而变化的规律。将完全充足电的蓄电池以将完全充足电的蓄电池以2020h h放电率的电流进行放电，放电率的电流进行放电，在放电过程中不断地调节在放电过程中不断地调节外接的电位器，使放电电外接的电位器，使放电电流保持稳定不变，每隔

22、一流保持稳定不变，每隔一定的时间，测量端电压和定的时间，测量端电压和电解液密度，得到如图所电解液密度，得到如图所示的放电特性曲线。示的放电特性曲线。第40页/共49页放电放电特性特性曲线曲线第41页/共49页2 2、蓄电池的放电特性、蓄电池的放电特性（1 1）开始放电阶段）开始放电阶段端电压由端电压由2.142.14V V迅速下降至迅速下降至2.12.1V V极板孔隙内硫酸迅速消耗，极板孔隙内硫酸迅速消耗，电解液密度迅速下降，浓差电解液密度迅速下降，浓差极化增大，端电压迅速下降。极化增大，端电压迅速下降。（2 2）相对稳定阶段）相对稳定阶段 端电压由缓慢下降至端电压由缓慢下降至1.851.85

23、V V极板孔隙外向孔隙内扩散的极板孔隙外向孔隙内扩散的硫酸与孔隙内消耗的硫酸达硫酸与孔隙内消耗的硫酸达到动态平衡，孔内外电解液到动态平衡，孔内外电解液密度一起缓慢下降，所以端密度一起缓慢下降，所以端电压缓慢下降。电压缓慢下降。第42页/共49页2 2、蓄电池的放电特性、蓄电池的放电特性（3 3）迅速下降阶）迅速下降阶段段端电压由端电压由1.851.85V V迅迅速下降至速下降至1.751.75V V。放电接近终了时，放电接近终了时，电化学极化、浓差电化学极化、浓差极化、欧姆极化显极化、欧姆极化显著增大，端电压迅著增大，端电压迅速下降。速下降。蓄电池放电终了的蓄电池放电终了的特征特征第43页/共

24、49页3 3、蓄电池的充电特性（恒流充电）、蓄电池的充电特性（恒流充电）在在恒恒流流充充电电过过程程中中，蓄蓄电电池池的的端端电电压压与与电电解解液液相相对对密密度度随时间而变化的规律。随时间而变化的规律。充充电电电电源源必必须须采采用用直直流流电电源源，以以一一定定的的电电流流人人向向一一只只完完全全放电的蓄电地进行充电。放电的蓄电地进行充电。保保持持充充电电电电流流入入不不变变，每每隔隔一一定定时时间间测测量量单单格格电电池池的的端端电压和电解液相对密度。电压和电解液相对密度。可可以以绘绘制制出出蓄蓄电电池池的的充充电电特特性曲线，如图所示。性曲线，如图所示。第44页/共49页蓄电池的充电

25、特性（恒流充电）蓄电池的充电特性（恒流充电）（1 1）充电开始阶段）充电开始阶段端电压迅速上升。端电压迅速上升。开始充电时，孔隙内迅速开始充电时，孔隙内迅速生成硫酸，浓差极化增大，生成硫酸，浓差极化增大，端电压迅速上升。端电压迅速上升。（2 2）稳定上升阶段）稳定上升阶段端电压缓慢上升至端电压缓慢上升至2.42.4V V左左右。右。孔隙内生成的硫酸向孔隙孔隙内生成的硫酸向孔隙外扩散，当硫酸生成的速外扩散，当硫酸生成的速度与扩散速度达到平衡时，度与扩散速度达到平衡时，端电压随整个容器内电解端电压随整个容器内电解液密度变化而缓慢上升。液密度变化而缓慢上升。第45页/共49页蓄电池的充电特性（恒流充

26、电）蓄电池的充电特性（恒流充电）（3）充电末期电压迅速上升到2.7V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。第46页/共49页蓄电池的充满电（恒流充电）的特征蓄电池的充满电（恒流充电）的特征端电压上升到最大值端电压上升到最大值2.72.7V V，并在并在2 2h3hh3h内不在增加。内不在增加。电解液相对密度上升到最大值电解液相对密度上升到最大值1.21.28g/cm8g/cm3 3 蓄电池内产生大量气泡蓄电池内产生大量气泡。第47页/共49页第四节、蓄电池的生产工艺流程第四节、蓄电池的生产工艺流程见培训材料。见培训材料。第48页/共49页感谢您的观看。第49页/共49页