第一章 蓄电池.ppt

第一章_蓄电池学习目标
了解蓄电池的结构与原理。
理解蓄电池充放电过程和故障原因。
掌握铅酸铅蓄电池的结构、原理、工作特性;充电和充电设备。
概述 蓄电池的分类
蓄电池是一种化学电源,靠其内部的化学反应来储存电能或向用电设备供电。目前燃油汽车上使用的蓄电池主要有两大类:铅酸蓄电池(以下简称铅蓄电池)和镍碱蓄电池。同时,由于人们对燃油汽车排放要求的提高和能源危机的冲击,各国正在不断探索和研制电动汽车,其主要的动力源为新型高能蓄电池。下表列出了各种蓄电池特点。
类型
优点
缺点
适用车辆
铅酸蓄电池
结构简单;价格便宜;内阻小;电压稳定;可以短时间供给起动机强大的起动电流
比容量小;使用寿命相对较短
一般车辆
镍碱蓄电池
容量大;使用寿命长;维护简单;能承受大电流放电而不易损坏
活性物质导电性差;价格较高
使用时间长、可靠性高的车辆
电动车蓄电池
比容量大;无污染;充、放电性能好;使用寿命长
结构复杂;成本高
电动汽车
蓄电池的分类
铅蓄电池由于结构简单、价格便宜、内阻小、可以短时间供给起动机强大的起动电流而被广泛采用。铅蓄电池又可以分为普通铅蓄电池、干荷电铅蓄电池、湿荷电铅蓄电池和免维护铅蓄电池。各种铅蓄电池的特点见下表。
类型
特点
普通铅蓄电池
新蓄电池的极板不带电,使用前需按规定加注电解液并进行初充电,初充电的时间较长,使用中需要定期维护。
干荷电铅蓄电池
新蓄电池的极板处于干燥的已充电状态,电池内部无电解液。在规定的保存期内,如需使用,只需按规定加入电解液,静置20~30min即可使用,使用中需要定期维护。
湿荷电铅蓄电池
新蓄电池的极板处于已充电状态,蓄电池内部带有少量电解液。在规定的保存期内,如需使用,只需按规定加入电解液,静置20~30min即可使用,使用中需要定期维护。
免维护蓄电池
使用中不需维护,可用3~4年不需补加蒸馏水,极桩腐蚀极少,自放电少。
蓄电池的功用
汽车上装有蓄电池和发电机两个直流电源,这两个电源并联,全车的用电设备均为并联。
蓄电池的功用:
1)起动发动机时,
蓄电池向起动系和点火系供电。
2)当发动机低速运转,发电机
电压低于蓄电池的充电电压时,由蓄电池向用电设备供电。 3)当发动机中、高速运转,发电机电压高于蓄电池的充电电压时,蓄电池将发电机的剩余电能储存起来。
4)当发电机过载时,蓄电池协助发电机向用电设备供电。
5)蓄电池还可以吸收电路中的瞬时过电压,保持汽车电器系统电压的稳定,保护电子元件。
铅蓄电池 铅蓄电池的结构
铅蓄电池一般由3个或6个单格电池串联而成,结构如图所示:
1-负极柱
2-加液孔盖
3-正极柱
4-穿壁连接
5-汇流条
6-外壳
7-负极板
8-隔板
9-正极板
铅蓄电池的结构

极板是蓄电池的核心部分,蓄电池充、放电的化学反应主要是依靠极板上的活性物质与电解液进行的。极板分为正极板和负极板,均由栅架和活性物质组成。
 栅架的作用是固结活性物质。栅架一般由铅锑合金铸成,具有良好的导电性、耐蚀性和一定的机械强度。栅架的结构右上图所示。为了降低蓄电池的内阻,改善蓄电池的起动性能,有些铅蓄电池采用了放射形栅架,右下图为桑塔纳轿车蓄电池放射形栅架的结构。
铅蓄电池的结构
正极板上的活性物质是二氧化铅(PbO2),呈深棕色;负极板上的活性物质是海绵状的纯铅(Pb),呈青灰色。将活性物质调成糊状填充在栅架的空隙里并进行干燥即形成极板。如右上图所示。
将正、负极板各一片浸入电解液中,可获得2V左右的电动势。为了增大蓄电池的容量,常将多片正、负极板分别并联,组成正、负极板组,如右下图所示。在每个单格电池中,正极板的片数要比负极板少一片,这样每片正极板都处于两片负极板之间,可以使正极板两侧放电均匀,避免因放电不均匀造成极板拱曲。
1-极板组总成 2-负极板
3-隔板
4-正极板
5-极板联条
铅蓄电池的结构

隔板插放在正、负极板之间,以防止正、负极板互相接触造成短路。隔板应耐酸并具有多孔性,以利于电解液的渗透。常用的隔板材料有木质、微孔橡胶和微孔塑料等。其中,木质隔板耐酸性较差,微孔橡胶隔板性能最好但成本较高,微孔塑料隔板孔径小、孔率高、成本低,因此被广泛采用。

电解液在蓄电池的化学反应中,起到离子间导电的作用,并参与蓄电池的化学反应。电解液由纯硫酸(H2SO4)与蒸馏水按一定比例配制而成,~。
铅蓄电池的结构
电解液的密度对蓄电池的工作有重要影响,密度大,可减少结冰的危险并提高蓄电池的容量,但密度过大