汽車蓄電池基礎知識

關于汽車蓄電池基礎知識第一節(jié)、汽車蓄電池概述蓄電池是一種將化學能轉變?yōu)殡娔艿难b置，屬于可逆的直流電源。應用最廣泛的汽車蓄電池是鉛酸蓄電池。蓄電池最主要的作用是：發(fā)動機工作時向起動機和點火裝置供電。汽油機起動電流為200－600A有的柴油機起動電流達1000A。第2頁,共49頁，2024年2月25日，星期天蓄電池并聯(lián)電路第3頁,共49頁，2024年2月25日，星期天按使用來分為：動力型蓄電池、起動型蓄電池、儲能型蓄電池等按蓄電池的結構分為：普通起動用蓄電池（濕荷電蓄電池H、干荷電蓄電池A、非荷電蓄電池）：需維護或少維護。免維護起動用蓄電池閥控蓄電池（膠體電解質蓄電池、AGM吸附式蓄電池）

汽車上采用鉛酸蓄電池，主要目的是使起動發(fā)動機。現(xiàn)代汽車起動用蓄電池主要使用：干荷電蓄電池免維護蓄電池

不同類型的鉛酸蓄電池第4頁,共49頁，2024年2月25日，星期天干荷蓄電池極板處于干燥的已充電狀態(tài)和無電解液貯存的蓄電池。干荷蓄電池加足電解液后，靜放20~30min即可使用。干荷蓄電池的工藝特點在負極板的鉛膏中加入抗氧化劑、負極板在化成后經(jīng)過水洗和浸漬防氧劑、經(jīng)特殊工藝干燥處理，提高了負極板上的海綿狀純鉛的憎水性和抗氧化性，可以干荷電貯存。第5頁,共49頁，2024年2月25日，星期天免維護蓄電池

極板柵架采用鉛鈣錫合金制成，消除了銻的副作用：自放電少、使用中不需加水；采用袋式PE隔板，可避免活性物質脫落、極板短路：使用壽命長；采用新型安全通氣裝置：回收水汽外殼由聚丙烯塑料制成：重量輕、體積小。第6頁,共49頁，2024年2月25日，星期天免維護蓄電池的產(chǎn)品特點

水份散失少自放電小連接件腐蝕小起動性能好使用壽命長第7頁,共49頁，2024年2月25日，星期天蓄電池的功用1.發(fā)動機啟動時，向啟動機和點火系統(tǒng)供電2.發(fā)動機低速運轉時，向用電設備和發(fā)電機磁場繞組供電。（應用中應避免）3.發(fā)動機運轉時，將發(fā)電機剩余電能轉化為化學能儲存起來；4.發(fā)電機過載時，協(xié)助發(fā)電機向用電設備供電5.蓄電池相當于一個大電容器，能吸收電路中出現(xiàn)的舒瞬時過電壓，保護電子元件，保持汽車電器系統(tǒng)電壓穩(wěn)定第8頁,共49頁，2024年2月25日，星期天對蓄電池的要求啟動發(fā)動機時，蓄電池在5～10S內(nèi)，要向啟動機連續(xù)供給強大電流（汽油機200～600A，柴油機800～1000A）因此，對蓄電池的要求是：容量大、內(nèi)阻小、有足夠的啟動能力。第9頁,共49頁，2024年2月25日，星期天第二節(jié)、蓄電池的構造與型號

蓄電池的構造(傳統(tǒng)膠殼電池）第10頁,共49頁，2024年2月25日，星期天第二節(jié)、蓄電池的構造與型號

蓄電池的構造(塑殼干荷電、少維護電池）第11頁,共49頁，2024年2月25日，星期天蓄電池的基本構造

（現(xiàn)代免維護蓄電池）

第12頁,共49頁，2024年2月25日，星期天蓄電池的基本構造

極板隔板外殼電解液第13頁,共49頁，2024年2月25日，星期天極板極板：是蓄電池的基本部件，由它接受充入的電能和向外釋放電能。極板分正極板和負極板兩種。正極板上的活性物質是二氧化鉛，呈棕紅色；負極板上的活性物質是海綿狀純鉛，呈青灰色。

第14頁,共49頁，2024年2月25日，星期天極板第15頁,共49頁，2024年2月25日，星期天極板柵架活性物質第16頁,共49頁，2024年2月25日，星期天

隔板

為了避免相互接觸而短路，正負極板之間要用絕緣的隔板隔開。隔板材料應具有多孔性結構，以便電解液自由滲透，而且化學性能應穩(wěn)定，具有良好的耐酸性和抗氧化性。第17頁,共49頁，2024年2月25日，星期天電解液鉛酸蓄電池的電解液，是由相對密度1.84的純硫酸和蒸餾水配制而成。密度一般在1.24－1.31g／cm3的范圍之內(nèi)。電解液的純度是影響蓄電池的電氣性能和使用壽命的重要因素，一般工業(yè)用硫酸和普通水中，因含有鐵、銅等有害雜質，絕對不能加入到蓄電池中去，否則容易自行放電，并且容易損壞極板。因此，蓄電池電解液要用規(guī)定的蓄電池專用硫酸和蒸餾水配制。第18頁,共49頁，2024年2月25日，星期天外殼

蓄電池外殼為一整體式結構的容器，極板、隔板和電解液均裝入外殼內(nèi)。蓄電池電壓一般有6V和12V兩種規(guī)格，因此，外殼內(nèi)由間壁分成3個和6個互不相通的單格。外殼應耐酸、耐熱、耐寒、抗震動，并具有足夠的機械強度。第19頁,共49頁，2024年2月25日，星期天外殼第20頁,共49頁，2024年2月25日，星期天蓄電池的型號、規(guī)格

蓄電池的產(chǎn)品型號:GB/T5008.2-2005對起動用鉛酸蓄電池的規(guī)格、外形尺寸、端子位置等進行了詳細的規(guī)定。GB/T5008.2-2005引用了原機械工業(yè)部部頒標準JB2599的規(guī)定，鉛蓄電地產(chǎn)品型號分為三段。第21頁,共49頁，2024年2月25日，星期天蓄電池的型號、規(guī)格

以6—QA—60型電池為例：6-----代表電池單格數(shù)量為6個Q-----代表汽車起動用蓄電池A-----代表干式荷電，W---代表免維護60----表示電池容量為60Ah

第22頁,共49頁，2024年2月25日，星期天奇瑞汽車用蓄電池6-QW-75即是6個單格電池額定電壓12伏額定容量75Ah起動型免維護蓄電池第23頁,共49頁，2024年2月25日，星期天奇瑞汽車用蓄電池A11車用L2400電池B11車用6-QW-75電池T11車用6-QW-75電池S11車用6-QW-45電池S21車用6-QW-45電池第24頁,共49頁，2024年2月25日，星期天商標標簽內(nèi)容第25頁,共49頁，2024年2月25日，星期天警示標示標示的含義：

1.注意閱讀說明書

2.注意有腐蝕性液體

3.禁止靠近明火和火焰

4.對蓄電池進行操作時注意穿戴好防護用品第26頁,共49頁，2024年2月25日，星期天警示標示5.嚴禁兒童接近

6.注意有爆炸性氣體

7.蓄電池禁止放入垃圾箱

8.舊蓄電池應該進行適當?shù)奶幚?，并且可以回收再利用?7頁,共49頁，2024年2月25日，星期天第三節(jié)、蓄電池的工作原理及特性雙極硫酸鹽化理論蓄電池中參與化學反應的物質，正極板上是pbO2負極板上是pb電解液是硫酸水溶液蓄電池放電時，正極板上的pbo2和負極板上的pb都變成pbso4水溶液電解液中的H2SO4減少，相對密度下降。蓄電池充電時，則按相反的方向變化。第28頁,共49頁，2024年2月25日，星期天一、蓄電池的工作原理

蓄電池的化學反應方程式為:第29頁,共49頁，2024年2月25日，星期天1．電動勢的建立蓄電池的電動勢是正、負極浸入電解液后產(chǎn)生的。其反應過程見圖1-8所示負極板：鉛溶于電解液中，失電子生成Pb2+Pb-2e→Pb2+電子留在負極板上，和Pb2+吸引，使負極具有負電位，為-0.1V。第30頁,共49頁，2024年2月25日，星期天電動勢的建立正極板：PbO2溶于電解液

PbO2+2H2O→Pb(OH)4Pb(OH)4→Pb4++4OH-OH-留在電解液中，Pb4+沉附在正極表面,使正極板有+2.0V在外電路未接通時，反應達到動態(tài)平衡時，靜止電動勢為：E=2.0－(－0.1)=2.1V第31頁,共49頁，2024年2月25日，星期天電動勢的建立第32頁,共49頁，2024年2月25日，星期天2、放電過程將蓄電池的化學能轉換成電能的過程稱為放電過程。第33頁,共49頁，2024年2月25日，星期天2、放電過程

如果將蓄電池與外電路的負荷接通，電子e從負極板經(jīng)過外電路的負荷流往正極板，使正極板的電位下降，從而破壞了原有的平衡狀態(tài)。發(fā)生電化學反應。從理論上說，蓄電池這種放電將極板上所有物質全部轉變?yōu)榱蛩徙U，但實際轉化的只有30-50%。第34頁,共49頁，2024年2月25日，星期天3、充電過程將電能轉換成蓄電池化學能的過程稱為充電過程，它是放電反應的逆過程。第35頁,共49頁，2024年2月25日，星期天3、充電過程

充電時蓄電池的正負兩極接通直流電源當電源電壓高于蓄電池的電動勢E時，電流由蓄電池的正極流入，從蓄電池的負極流出，也就是電子由正極板經(jīng)外電路流往負極板。這時正負極板發(fā)生的化學反應正好與放電過程相反，其化學反應過程如圖所示。第36頁,共49頁，2024年2月25日，星期天蓄電池充放電過程結論

蓄電池在放電時，電解液中的硫酸將逐漸減少，而水將逐漸增多，電解液相對密度下降。蓄電池在充電時，電解液中的硫酸將逐漸增多，而水將逐漸減少，電解液相對密度增加。在充放電時，電解液濃度發(fā)生變化，主要是由于正極板的活性物質化學反應的結果，因此要求正極極處的電解液流動性要好。在裝配蓄電池時，應將隔板有溝槽的一面對著正極板，以便電解液流通。第37頁,共49頁，2024年2月25日，星期天二、蓄電池的工作特性

蓄電池的靜止電動勢及基本電特性蓄電池的內(nèi)阻蓄電池的放電特性蓄電池的充電特性

第38頁,共49頁，2024年2月25日，星期天

1、蓄電池的靜止電動勢及基本電特性

靜止電動勢ES蓄電池處于靜止狀態(tài)時，正負極板之間的電位差（即開路電壓）稱為靜止電動勢。開路電壓：理論上，開路狀態(tài)下的端電壓并不等于電池的電動勢。但是，開路電壓在數(shù)值上很接近蓄電池的靜止電動勢，可以用開路電壓代替靜止電動勢。一般規(guī)定鉛蓄電池的額定開路電壓為2.0V。開路電壓（靜止電動勢）公式

鉛鈣電池：ES=0.85+ρ25°C（V）或鉛銻電池：ES=0.84+ρ25°C（V）汽車用蓄電池的電解液密度一般在1.12-1.30g/cm3之間，因此ES=1.97～2.15（V）第39頁,共49頁，2024年2月25日，星期天1、蓄電池的靜止電動勢及基本電特性蓄電池端電壓的測量：端電壓包括開路電壓、放電電壓和充電電壓，取決于蓄電池的工作狀況。一般發(fā)動機未工作時測量蓄電池電壓為開路電壓為12V。（12~12.7V)一般發(fā)動機工作時測量蓄電池電壓為充電電壓為14V。(13.8~14.4V)起動時測量蓄電池電壓為放電電電壓約為8-11V。實際測量時采用放電計模擬啟動狀態(tài)。第40頁,共49頁，2024年2月25日，星期天2、蓄電池的放電特性

蓄電池的放電特性是指在恒流放電過程中，蓄電池的端電壓和電解液相對密度隨時間而變化的規(guī)律。將完全充足電的蓄電池以20h放電率的電流進行放電，在放電過程中不斷地調(diào)節(jié)外接的電位器，使放電電流保持穩(wěn)定不變，每隔一定的時間，測量端電壓和電解液密度，得到如圖所示的放電特性曲線。第41頁,共49頁，2024年2月25日，星期天放電特性曲線第42頁,共49頁，2024年2月25日，星期天2、蓄電池的放電特性（1）開始放電階段端電壓由2.14V迅速下降至2.1V極板孔隙內(nèi)硫酸迅速消耗，電解液密度迅速下降，濃差極化增大，端電壓迅速下降。（2）相對穩(wěn)定階段端電壓由緩慢下降至1.85V極板孔隙外向孔隙內(nèi)擴散的硫酸與孔隙內(nèi)消耗的硫酸達到動態(tài)平衡，孔內(nèi)外電解液密度一起緩慢下降，所以端電壓緩慢下降。第43頁,共49頁，2024年2月25日，星期天2、蓄電池的放電特性（3）迅速下降階段端電壓由1.85V迅速下降至1.75V。放電接近終了時，電化學極化、濃差極化、歐姆極化顯著增大，端電壓迅速下降。蓄電池放電終了的特征第44頁,共49頁，2024年2月25日，星期天3、蓄電池的充電特性（恒流充電）

在恒流充電過程中，蓄電池的端電壓與電解液相對密度隨時間