汽车电气与电子技术蓄电池学习教案.pptx
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1、会计学1汽车电气与电子汽车电气与电子(dinz)技术蓄电池技术蓄电池第一页,共42页。第第1章章 蓄电池蓄电池n n蓄电池的作用蓄电池的作用蓄电池的作用蓄电池的作用n n蓄电池是一种可逆直流电源,在汽车上与发电机并联组成电蓄电池是一种可逆直流电源,在汽车上与发电机并联组成电蓄电池是一种可逆直流电源,在汽车上与发电机并联组成电蓄电池是一种可逆直流电源,在汽车上与发电机并联组成电源系统向用电设备供电。蓄电池的作用是:源系统向用电设备供电。蓄电池的作用是:源系统向用电设备供电。蓄电池的作用是:源系统向用电设备供电。蓄电池的作用是:n n(1 1)汽车发动机起动时,向发动机和点火系统供电;)汽车发动机
2、起动时,向发动机和点火系统供电;)汽车发动机起动时,向发动机和点火系统供电;)汽车发动机起动时,向发动机和点火系统供电;n n(2 2)当发电机不发电或电压较低时向用电设备供电;)当发电机不发电或电压较低时向用电设备供电;)当发电机不发电或电压较低时向用电设备供电;)当发电机不发电或电压较低时向用电设备供电;n n(3 3)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;)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;n n(4 4)发动机正常运转时,发电机向蓄电池充电;)发动机正常运转时,发电机向蓄电池充电;)发动机正常运
3、转时,发电机向蓄电池充电;)发动机正常运转时,发电机向蓄电池充电;n n(5 5)蓄电池还有稳定电压的作用,蓄电池相当于一个大的电)蓄电池还有稳定电压的作用,蓄电池相当于一个大的电)蓄电池还有稳定电压的作用,蓄电池相当于一个大的电)蓄电池还有稳定电压的作用,蓄电池相当于一个大的电容器,可吸收电路中的瞬时过电压,从而保护电子元件不被容器,可吸收电路中的瞬时过电压,从而保护电子元件不被容器,可吸收电路中的瞬时过电压,从而保护电子元件不被容器,可吸收电路中的瞬时过电压,从而保护电子元件不被击穿。击穿。击穿。击穿。n n汽车用的是起动型蓄电池,满足起动发动机的需要,汽车用的是起动型蓄电池,满足起动发动
4、机的需要,汽车用的是起动型蓄电池,满足起动发动机的需要,汽车用的是起动型蓄电池,满足起动发动机的需要,5 510s10s内内内内向起动机提供强大的电流,一般汽油机为向起动机提供强大的电流,一般汽油机为向起动机提供强大的电流,一般汽油机为向起动机提供强大的电流,一般汽油机为200200600A600A,有些,有些,有些,有些(y(y uxi)uxi)柴油机高达柴油机高达柴油机高达柴油机高达l000Al000A。第1页/共42页第二页,共42页。1.1 蓄电池的结构蓄电池的结构(jigu)与型号与型号n n蓄电池的构造蓄电池的构造蓄电池的构造蓄电池的构造n n蓄电池的构造如图所示,一般由三个或六个
5、单格电池串联而成。主要蓄电池的构造如图所示,一般由三个或六个单格电池串联而成。主要蓄电池的构造如图所示,一般由三个或六个单格电池串联而成。主要蓄电池的构造如图所示,一般由三个或六个单格电池串联而成。主要(zh(zh yo)yo)由正、负极板、隔板、电解液和外壳等组成。由正、负极板、隔板、电解液和外壳等组成。由正、负极板、隔板、电解液和外壳等组成。由正、负极板、隔板、电解液和外壳等组成。11正极板正极板 2 2负负极板极板 3 3肋条肋条(li tio)4(li tio)4隔隔板板 5 5护板护板 6-6-封料封料 7 7负接线负接线柱柱 8 8加液口盖加液口盖 99联条联条 10 10正正接线
6、柱接线柱 11 11接线接线柱衬套柱衬套 12 12蓄蓄电池外壳电池外壳第2页/共42页第三页,共42页。1.极板极板(j bn)n n极板极板极板极板(j b(j b n)n)是蓄电池的基本部件,由它接受输入的电能是蓄电池的基本部件,由它接受输入的电能是蓄电池的基本部件,由它接受输入的电能是蓄电池的基本部件,由它接受输入的电能和向外释放电能。极板和向外释放电能。极板和向外释放电能。极板和向外释放电能。极板(j b(j b n)n)的活性物质与电解液反应,的活性物质与电解液反应,的活性物质与电解液反应,的活性物质与电解液反应,完成蓄电池的充放电化学反应。完成蓄电池的充放电化学反应。完成蓄电池的
7、充放电化学反应。完成蓄电池的充放电化学反应。n n蓄电池的极板蓄电池的极板蓄电池的极板蓄电池的极板(j b(j b n)n)分为正极板分为正极板分为正极板分为正极板(j b(j b n)n)和负极板和负极板和负极板和负极板(j(j b b n)n),它们都是由栅架和涂在栅架上的活性物质构成的,它们都是由栅架和涂在栅架上的活性物质构成的,它们都是由栅架和涂在栅架上的活性物质构成的,它们都是由栅架和涂在栅架上的活性物质构成的,正、负极板正、负极板正、负极板正、负极板(j b(j b n)n)的外形相同。的外形相同。的外形相同。的外形相同。n n极板极板极板极板(j b(j b n)n)栅架由铅锑合
8、金浇铸而成,加锑是为了改善栅架由铅锑合金浇铸而成,加锑是为了改善栅架由铅锑合金浇铸而成,加锑是为了改善栅架由铅锑合金浇铸而成,加锑是为了改善浇铸性能和提高机械强度。浇铸性能和提高机械强度。浇铸性能和提高机械强度。浇铸性能和提高机械强度。n n正极板正极板正极板正极板(j b(j b n)n)的活性物质是棕红色的二氧化铅(的活性物质是棕红色的二氧化铅(的活性物质是棕红色的二氧化铅(的活性物质是棕红色的二氧化铅(PbO2PbO2),),),),负极板负极板负极板负极板(j b(j b n)n)的活性物质是青灰色的海绵状纯铅(的活性物质是青灰色的海绵状纯铅(的活性物质是青灰色的海绵状纯铅(的活性物质
9、是青灰色的海绵状纯铅(PbPb)。)。)。)。为了使电解液能顺利渗入极板为了使电解液能顺利渗入极板为了使电解液能顺利渗入极板为了使电解液能顺利渗入极板(j b(j b n)n)内部,极板内部,极板内部,极板内部,极板(j(j b b n)n)的活性物质应具有多孔性。的活性物质应具有多孔性。的活性物质应具有多孔性。的活性物质应具有多孔性。第3页/共42页第四页,共42页。1.极板极板(j bn)n n将正、负极板各一片,浸入电解液内,可获将正、负极板各一片,浸入电解液内,可获得约得约2.1V的电动势。为了增大蓄电池的容量,的电动势。为了增大蓄电池的容量,在单格电池中,将多片正、负极板分别焊接在单
10、格电池中,将多片正、负极板分别焊接成正、负极板组。然后将正、负极板组交错成正、负极板组。然后将正、负极板组交错装插在一起装插在一起(yq),形成单格电池的极板组。,形成单格电池的极板组。在一个单格内负极板总是比正极板多一片,在一个单格内负极板总是比正极板多一片,这样可以使正极板两面都处于负极板之间,这样可以使正极板两面都处于负极板之间,正极板放电均匀,避免了正极板两侧活性物正极板放电均匀,避免了正极板两侧活性物质体积变化不一致造成的极板拱曲活性物质质体积变化不一致造成的极板拱曲活性物质脱落。脱落。第4页/共42页第五页,共42页。2.隔板隔板(bn)n n隔板安装在正、负极板之间,其作用是使正
11、隔板安装在正、负极板之间,其作用是使正负极板尽量靠近而又不至于接触短路,以缩负极板尽量靠近而又不至于接触短路,以缩小蓄电池的体积,防止极板变形及活性物质小蓄电池的体积,防止极板变形及活性物质脱落。脱落。n n隔板多采用微孔塑料、橡胶、纸质及玻璃纤隔板多采用微孔塑料、橡胶、纸质及玻璃纤维维(b lixinwi)等材料制成。隔板材料具有等材料制成。隔板材料具有多孔性,便于电解液渗透,还要具有耐酸、多孔性,便于电解液渗透,还要具有耐酸、绝缘、抗氧化等性能。绝缘、抗氧化等性能。第5页/共42页第六页,共42页。3.电解液电解液n n电解液是由相对密度为电解液是由相对密度为电解液是由相对密度为电解液是由
12、相对密度为1.841.84的纯硫酸(的纯硫酸(的纯硫酸(的纯硫酸(H2SO4H2SO4)和蒸馏)和蒸馏)和蒸馏)和蒸馏水(水(水(水(H2OH2O)配制)配制)配制)配制(pizh)(pizh)而成的,相对密度一般在而成的,相对密度一般在而成的,相对密度一般在而成的,相对密度一般在1.241.241.311.31之间。使用时应根据制造厂的要求和当地的气温之间。使用时应根据制造厂的要求和当地的气温之间。使用时应根据制造厂的要求和当地的气温之间。使用时应根据制造厂的要求和当地的气温条件选择,见表。条件选择,见表。条件选择,见表。条件选择,见表。使用地区最低气温()全充电25时的相对密度冬季夏季40
13、1.311.2730401.291.2620301.281.250201.271.24第6页/共42页第七页,共42页。4.外壳外壳(wi k)n n蓄电池外壳为蓄电池外壳为整体式结构的容器,极板、整体式结构的容器,极板、隔板和电解液均装入外壳内,外壳应耐酸,隔板和电解液均装入外壳内,外壳应耐酸,耐热,耐寒,耐震。外壳的材料有硬质橡胶耐热,耐寒,耐震。外壳的材料有硬质橡胶(xingjio)和聚丙烯塑料两种,由于聚丙和聚丙烯塑料两种,由于聚丙烯材料的外壳轻,美观透明,且综合性能好,烯材料的外壳轻,美观透明,且综合性能好,现已取得了广泛应用。现已取得了广泛应用。第7页/共42页第八页,共42页。5
14、.联条和极桩联条和极桩联条和极桩联条和极桩n n联条的作用是将各单格电池串联条的作用是将各单格电池串联起来。传统蓄电池的联条是联起来。传统蓄电池的联条是外露式的,用铅锑合金铸造而外露式的,用铅锑合金铸造而成,耗材较多、电阻较大,已成,耗材较多、电阻较大,已逐渐被穿壁式或跨接式取代。逐渐被穿壁式或跨接式取代。n n极桩有锥台形和极桩有锥台形和L形等形式。为形等形式。为便于识别,在极桩的上方便于识别,在极桩的上方(shn fn)或旁边标刻有或旁边标刻有“+”(或(或P)“”(或(或N)标记,或者在正极桩上涂红色标记,或者在正极桩上涂红色油漆。油漆。第8页/共42页第九页,共42页。蓄电池的规格型号
15、蓄电池的规格型号n n根据我国原机械工业部JB2599-85起动型铅酸蓄电池标准规定,蓄电池型号由三部分组成(z chn),其内容及排列如下:(5)特殊性能(4)额定容量(3)蓄电池特性(2)蓄电池类型(1)串联的单格蓄电池数第9页/共42页第十页,共42页。蓄电池的规格型号蓄电池的规格型号n n(1 1)串联单格电池数,用阿拉伯数字表示。)串联单格电池数,用阿拉伯数字表示。)串联单格电池数,用阿拉伯数字表示。)串联单格电池数,用阿拉伯数字表示。n n(2 2)电池类型,按蓄电池的主要用途划分,起动型蓄)电池类型,按蓄电池的主要用途划分,起动型蓄)电池类型,按蓄电池的主要用途划分,起动型蓄)电
16、池类型,按蓄电池的主要用途划分,起动型蓄电池用电池用电池用电池用“Q”“Q”表示。表示。表示。表示。n n(3 3)电池特征,用字母标注。无特殊)电池特征,用字母标注。无特殊)电池特征,用字母标注。无特殊)电池特征,用字母标注。无特殊(tsh)(tsh)特征时,特征时,特征时,特征时,该项省略不标;当产品同时具有两种特征时,应按表该项省略不标;当产品同时具有两种特征时,应按表该项省略不标;当产品同时具有两种特征时,应按表该项省略不标;当产品同时具有两种特征时,应按表1-1-2 2的顺序将两个特征代号并列标注。的顺序将两个特征代号并列标注。的顺序将两个特征代号并列标注。的顺序将两个特征代号并列标
17、注。n n(4 4)额定容量,指)额定容量,指)额定容量,指)额定容量,指20h20h放电率时的额定容量,用阿拉伯放电率时的额定容量,用阿拉伯放电率时的额定容量,用阿拉伯放电率时的额定容量,用阿拉伯数字表示,单位是安培小时(数字表示,单位是安培小时(数字表示,单位是安培小时(数字表示,单位是安培小时(A Ah h)。)。)。)。n n(5 5)特殊)特殊)特殊)特殊(tsh)(tsh)性能,用大写字母表示,如高温起性能,用大写字母表示,如高温起性能,用大写字母表示,如高温起性能,用大写字母表示,如高温起动蓄电池用动蓄电池用动蓄电池用动蓄电池用“G”“G”表示,低温起动性能好的蓄电池用表示,低温
18、起动性能好的蓄电池用表示,低温起动性能好的蓄电池用表示,低温起动性能好的蓄电池用“D”“D”表示,塑料外壳蓄电池用表示,塑料外壳蓄电池用表示,塑料外壳蓄电池用表示,塑料外壳蓄电池用“S”“S”表示等。表示等。表示等。表示等。第10页/共42页第十一页,共42页。表表1-2蓄电池的结构蓄电池的结构(jigu)代代号号结构特征代号结构特征代号结构特征代号干荷电A湿荷电H免维护W例如例如(lr)红旗红旗CA7220AE型轿车用型轿车用6-QA-60S型蓄电型蓄电池,是由池,是由6个单格电池组成,额定电压为个单格电池组成,额定电压为12V,额定容,额定容量为量为60Ah,采用塑料外壳的干荷电起动型蓄电
19、池。,采用塑料外壳的干荷电起动型蓄电池。第11页/共42页第十二页,共42页。1.2 蓄电池的工作蓄电池的工作(gngzu)原理原理n n蓄电池的充电过程和放电过程是一种蓄电池的充电过程和放电过程是一种(y zh(y zh n n)可逆可逆的化学反应过程的化学反应过程充电过程充电过程第12页/共42页第十三页,共42页。充电充电(chng din)过程过程 的化学反应的化学反应n n在负极板处,在负极板处,在负极板处,在负极板处,PbSO4PbSO4溶解并电离出溶解并电离出溶解并电离出溶解并电离出Pb2+Pb2+和和和和SO42SO42,Pb2+Pb2+获得两个电子获得两个电子获得两个电子获得
20、两个电子(dinz(dinz),还,还,还,还原为铅原子而附着在负极板上,而原为铅原子而附着在负极板上,而原为铅原子而附着在负极板上,而原为铅原子而附着在负极板上,而SO42SO42则与电解液中的则与电解液中的则与电解液中的则与电解液中的H+H+结合生成结合生成结合生成结合生成H2SO4H2SO4,即,即,即,即n nPbSO4Pb2+SO42PbSO4Pb2+SO42n nPb2+2ePbPb2+2ePbn n2H+SO422H+SO42H2SO4H2SO4n n负极板上总的反应式为负极板上总的反应式为负极板上总的反应式为负极板上总的反应式为n nPbSO4+2H+2ePb+H2SO4PbS
21、O4+2H+2ePb+H2SO4n n在正极板处,在正极板处,在正极板处,在正极板处,PbSO4PbSO4先电离出先电离出先电离出先电离出Pb2+Pb2+和和和和SO42SO42,Pb2+Pb2+失去两个电子失去两个电子失去两个电子失去两个电子(dinz(dinz)变为变为变为变为Pb4+Pb4+,Pb4+Pb4+和和和和OHOH结合,生成结合,生成结合,生成结合,生成Pb(OH)4Pb(OH)4;Pb(OH)4Pb(OH)4又分解为又分解为又分解为又分解为PbO2PbO2附着在极板上,附着在极板上,附着在极板上,附着在极板上,同时生成同时生成同时生成同时生成H2OH2O;而;而;而;而SO4
22、2SO42又和又和又和又和H+H+结合生成结合生成结合生成结合生成H2SO4H2SO4,即,即,即,即n nPbSO4Pb2+SO42PbSO4Pb2+SO42n nPb2+Pb2+2ePb4+2ePb4+n nH2OH+OHH2OH+OHn nPb4+4OHPb4+4OHPb(OH)4Pb(OH)4n nPb(OH)4PbO2+2H2OPb(OH)4PbO2+2H2On n2H+SO422H+SO42H2SO4H2SO4n n正极板上总的反应式为正极板上总的反应式为正极板上总的反应式为正极板上总的反应式为n nPbSO4+2H2O+SO42PbSO4+2H2O+SO422ePbO2+2H2S
23、O42ePbO2+2H2SO4第13页/共42页第十四页,共42页。放电放电(fng din)过程过程n n蓄电池的放电过程就是化学能转变为电能的过程。当蓄电池接上负载,在电动势的作用下,电流(dinli)从正极经过负载流向负极。第14页/共42页第十五页,共42页。放电放电(fng din)时的化时的化学反应学反应 n n在正极板处,在正极板处,在正极板处,在正极板处,Pb4+Pb4+获得两个电子变成获得两个电子变成获得两个电子变成获得两个电子变成Pb2+Pb2+,Pb2+Pb2+与电解与电解与电解与电解液中的液中的液中的液中的SO42SO42结合生产结合生产结合生产结合生产PbSO4PbS
24、O4吸附于极板上,即吸附于极板上,即吸附于极板上,即吸附于极板上,即n nPb4+2ePb2+Pb4+2ePb2+n nPb2+SO42Pb2+SO42PbSO4PbSO4n n在负极板上的活性物质铅溶解,生成在负极板上的活性物质铅溶解,生成在负极板上的活性物质铅溶解,生成在负极板上的活性物质铅溶解,生成(shn(shn chn chn)Pb2+)Pb2+,负极板处,电解液中的,负极板处,电解液中的,负极板处,电解液中的,负极板处,电解液中的Pb2+Pb2+与与与与SO42SO42结合生产的结合生产的结合生产的结合生产的PbSO4PbSO4沉附于极板上,即沉附于极板上,即沉附于极板上,即沉附于
25、极板上,即n nPbPb2ePb2+2ePb2+n nPb2+SO42Pb2+SO42PbSO4PbSO4n n放电的总的反应式为放电的总的反应式为放电的总的反应式为放电的总的反应式为n nPbO2+Pb+H2SO42PbSO4+2H2O PbO2+Pb+H2SO42PbSO4+2H2O 第15页/共42页第十六页,共42页。1.3 蓄电池的工作蓄电池的工作(gngzu)特性特性 n n静止电动势静止电动势静止电动势静止电动势n n静止电动势静止电动势静止电动势静止电动势EjEj指当蓄电池内部工作物质处于静止状指当蓄电池内部工作物质处于静止状指当蓄电池内部工作物质处于静止状指当蓄电池内部工作物
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