《汽車電器與電子設(shè)備》課件(廣科大玉潔)第一章蓄電

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1、課程概況 汽車的常用電器設(shè)備（電源系統(tǒng)、用電設(shè)備）構(gòu)造、工作原理、性能的基本知識(shí)主要內(nèi)容：主要內(nèi)容：相關(guān)課程：相關(guān)課程：與本課程相關(guān)的先導(dǎo)課程包括電工學(xué)、汽車構(gòu)造等，后續(xù)相關(guān)課程有汽車電子、汽車故障診斷與維修等相關(guān)教材：相關(guān)教材：1、汽車電器及電子設(shè)備 古永棋 重慶大學(xué)出版社汽車電氣特點(diǎn)汽車電氣具有以下四個(gè)特點(diǎn)：汽車電氣具有以下四個(gè)特點(diǎn)：（1）低壓。（2）直流。（3）單線制。（4）負(fù)極搭鐵。第一章 蓄電池32021/9/12本章主要內(nèi)容主要內(nèi)容主要內(nèi)容：1、蓄電池的結(jié)構(gòu)與型號(hào)；2、工作原理和工作特性、容量及其影響因素；3、充電方法、使用與維護(hù)、蓄電池技術(shù)狀況的檢測(cè)等 汽車電源系統(tǒng)由蓄電池、發(fā)電

2、機(jī)和調(diào)節(jié)器組成。在汽車上，蓄電池和發(fā)電機(jī)并聯(lián)工作，發(fā)電機(jī)是汽車的主要電源，蓄電池是輔助電源。電池的簡(jiǎn)介電池的簡(jiǎn)介蓄電池的作用汽車并聯(lián)電路 （1）發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，向起動(dòng)機(jī)和點(diǎn)火系統(tǒng)供電。（2）發(fā)動(dòng)機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)、發(fā)電機(jī)不發(fā)電或電壓較低時(shí)，向用電設(shè)備和交流發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)繞組供電。（3）發(fā)動(dòng)機(jī)中高速運(yùn)轉(zhuǎn)、發(fā)電機(jī)正常供電時(shí)，將發(fā)電機(jī)剩余電能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能儲(chǔ)存起來(lái)。（4）發(fā)電機(jī)過(guò)載時(shí)，協(xié)助發(fā)電機(jī)向用電設(shè)備供電。（5）蓄電池相當(dāng)于一只大容量電容器，不僅能夠保持汽車電氣系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定，而且還能吸收電路中出現(xiàn)的瞬時(shí)過(guò)電壓，保護(hù)電子元件不被損壞。作用：主要要求：容量大、內(nèi)阻小，以保證蓄電池具有足夠的起動(dòng)能力。主要要求：容量

3、大、內(nèi)阻小，以保證蓄電池具有足夠的起動(dòng)能力。第一節(jié) 蓄電池的構(gòu)造與型號(hào) 一、鉛蓄電池的構(gòu)造 汽車蓄電池是由612個(gè)單格電池串聯(lián)組成組成部件：1、極板及極板組 2、隔板 3、電解液 4、聯(lián)條1、極板（Grids）和極板組1、極板 極板分為正極板和負(fù)極板，均由柵架和活性物質(zhì)構(gòu)成。極板極板組（增大容量）（1）、柵架的結(jié)構(gòu)）、柵架的結(jié)構(gòu)柵架由鉛合金制成的網(wǎng)架形式，一般在鉛中加入少量的銻（改善機(jī)械強(qiáng)度與澆注性能），近年來(lái)為了改善蓄電池的自放電性能，而在鉛中加入少量的鈣。結(jié)構(gòu) 放射狀結(jié)構(gòu)：利于大電流放電 柵格結(jié)構(gòu)：利于深度放電 厚度 薄板：大電流放電性能較好 厚板：浮充使用壽命較長(zhǎng)1、極板和極板組（續(xù)）1

4、、極板和極板組（續(xù)）將二氧化鉛與稀硫酸調(diào)成膏狀，涂在柵架上，就成了正極板。呈棕紅色；將純鉛粉與稀硫酸調(diào)成膏狀涂在柵架上，就成了負(fù)極板。呈青灰色。Negative Negative pastepaste（負(fù)極鉛（負(fù)極鉛膏）膏）Positive Positive pastepaste（正極鉛膏）（正極鉛膏）(2)、極、極 板板 組組 為了增大蓄電池容量將多片正極板（4-13片）和多片負(fù)極板（5-14片）分別并聯(lián)，用橫板焊接組成正、負(fù)極板組。橫板上連有電樁1、安裝時(shí)，正負(fù)極板相互嵌合，之間插入隔板，用極板連接條將所有的正極和所有的負(fù)極分別連接，如此組裝起來(lái)，便形成單格蓄電池。2、單格電池中負(fù)極板的數(shù)

5、目比正極板多一塊。1、極板和極板組（續(xù)）2、隔板（Separator）（1）隔板的作用：）隔板的作用：保持正負(fù)極板絕緣防止鉛枝短路（Dendrite Shorts）吸附、保持電解液氣體通道壓緊活性物質(zhì)，延緩活物質(zhì)脫落（2）隔板常用材料：）隔板常用材料：隔板材料 孔隙度 孔隙尺寸m 內(nèi)阻/cm2微孔PVC 80 3 0.18微孔隙聚乙烯 63 1 0.15無(wú)紡聚乙烯 60 12 0.21無(wú)紡玻璃棉 65 20 0.18微細(xì)玻璃纖維棉 90 24 0.1(AGM)（3）隔板的安裝方法：裝入時(shí)，溝槽面應(yīng)豎直對(duì)向正極板。這樣，可使正極板在化學(xué)反應(yīng)時(shí)，得到更多的電解液而反應(yīng)充分。此外，在蓄電池充電時(shí)生成

6、的氣泡可隨槽上升，脫落的活性物質(zhì)則會(huì)沿槽下沉。2、隔板（續(xù)）3、電解液（Electrolyte）（1）電解液的作用：電解液是蓄電池內(nèi)部發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的主要物質(zhì)。（2）電解液的成份：蓄電池電解液是用純凈硫酸和蒸餾水（去離子水）按一定比例配制而成的。電解液的純度和密度對(duì)電池容量和壽命有重要影響。JB/T 10052-2010鉛酸蓄電池用電解液HG/T 2692-2007蓄電池用硫酸JB/T 10053-2010鉛酸蓄電池用水3、電解液（續(xù)）電解液對(duì)蓄電池性能的影響u電解液既為導(dǎo)電物質(zhì)又參與化學(xué)反應(yīng)u電解液比重（Specific Gravity）與電池開(kāi)路電壓（Open circuit voltage

7、）關(guān)系：OCVSG+0.84uSG 影響充電電壓大小、電池“放電性能”uSG 影響電解液冰點(diǎn)（SG=1.300，冰點(diǎn)：-68.9）uSG 影響板柵腐蝕速度4、外殼（Container）是盛放正、負(fù)極板和電解液等的容器。是由PP塑料、橡膠等材料制成，常用材料 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）聚丙烯（Polypropylene-PP）PPABS 外殼內(nèi)用間隔分隔成幾個(gè)單格，每個(gè)單格內(nèi)放入極板組和電解液便組成一個(gè)單格電池。殼的底部有凸起的筋條（突棱）用來(lái)放置極板組。4、外殼（續(xù)）4、外殼（續(xù)）-技術(shù)狀況指示裝置5、聯(lián)條鉛連接條：各單格電池為串聯(lián)連接，一個(gè)單格電池的正極樁與另一個(gè)單格電池的負(fù)極樁用聯(lián)條

8、焊接,由鉛銻合金制成。連接方式：1、外露式 2、跨橋式 3、穿壁式5、聯(lián)條單格電池的連接方式單格電池的連接方式5 5、聯(lián)條（穿壁式）、聯(lián)條（穿壁式）二 蓄電池型號(hào)u蓄電池的型號(hào)標(biāo)示例如：3-Q-90 表示：由3個(gè)單格組成，額定容量為90A.h，起動(dòng)型鉛蓄電池。其他型號(hào)舉例：P5表1-2蓄電池型號(hào)由三部分組成，各部分之間用破折號(hào)分開(kāi)，其內(nèi)容及排列如圖按我國(guó)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定主要蓄電池系列6-QA-105G是什么電池？選擇蓄電池時(shí)，根據(jù)GB5008.2-2013起動(dòng)用鉛酸蓄電池第起動(dòng)用鉛酸蓄電池第2部分：產(chǎn)品品種規(guī)部分：產(chǎn)品品種規(guī)格和端子尺寸、標(biāo)記格和端子尺寸、標(biāo)記規(guī)定選用第二節(jié)、蓄電池的工作原理一、蓄

9、電池的工作原理1、蓄電池的基本工作原理-化學(xué)反應(yīng)說(shuō)明：蓄電池中參與化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)：正極板：PbO2；負(fù)極板：Pb ；電解液：硫酸水溶液放電：正極板的PbO2和負(fù)極板的Pb 生成PbSO4 電解液中的H2SO4減少，密度下降。充電：正極板的PbSO4恢復(fù)為PbO2；負(fù)極板的PbSO4恢復(fù)為Pb。電解液中的H2SO4增加，密度下降。二、放電過(guò)程1、電動(dòng)勢(shì)的建立、電動(dòng)勢(shì)的建立 當(dāng)兩極板放置在濃度為27%37%的硫酸(H2SO4)水溶液中時(shí)，極板的鉛和硫酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，二價(jià)的鉛正離子（Pb2+）轉(zhuǎn)移到電解液中，在負(fù)極板上留下兩個(gè)電子(2e-)。由于正負(fù)電荷的引力，鉛正離子聚集在負(fù)極板的周圍，而正極板在

10、電解液中水分子作用下有少量的二氧化鉛（PbO2）滲入電解液，其中兩價(jià)的氧離子和水化合，使二氧化鉛分子變成可離解的一種不穩(wěn)定的物質(zhì)氫氧化鉛Pb（OH）4）。氫氧化鉛由4價(jià)的鉛正離子（Pb4+）和4個(gè)氫氧根4（OH）-組成。4價(jià)的鉛正離子（Pb4+）留在正極板上，使正極板帶正電。由于負(fù)極板帶負(fù)電，因而兩極板間就產(chǎn)生了一定的電位差，這就是電池的電動(dòng)勢(shì)。蓄電池的電動(dòng)勢(shì)（靜止電動(dòng)勢(shì)）大約為2伏。二、放電過(guò)程（續(xù)）分析：為何蓄電池的靜止電動(dòng)勢(shì)為2伏？正極板處：當(dāng)正極板浸入電解液中時(shí)，少量的PbO2溶入電 解液中，與水生成Pb(OH)4，再分解成四價(jià)鉛離子和氫氧根離子。沉附在極板在溶液中有沉附在極板上，使極

11、板帶正電有沉附在極板上，使極板帶正電有與溶液中有與溶液中 OH-的結(jié)合生成的結(jié)合生成Pb(OH)4的傾向，的傾向，Pb4+當(dāng)兩者達(dá)到動(dòng)平衡時(shí)，正極板的電位約為+2V二、放電過(guò)程（續(xù)）u負(fù)極板處：金屬Pb受到兩方面的作用u當(dāng)兩者達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡時(shí)，極板的電極電位約為：-0.1Vu結(jié)論：一個(gè)充足電的蓄電池(單格)的靜止電動(dòng)勢(shì)E0約為2.1V。實(shí)際測(cè)定結(jié)果為E0=2.044V 當(dāng)接通外電路，電流即由正極流向負(fù)極。在放電過(guò)程中，負(fù)極板上的電子不斷經(jīng)外電路流向正極板，這時(shí)在電解液內(nèi)部因硫酸分子電離成氫正離子（H+）和硫酸根負(fù)離子（SO42-），在離子電場(chǎng)力作用下，兩種離子分別向正負(fù)極移動(dòng)，硫酸根負(fù)離子到達(dá)負(fù)

12、極板后與鉛正離子結(jié)合成硫酸鉛(PbSO4)。在正極板上，由于電子自外電路流入，而與4價(jià)的鉛正離子（Pb4+）化合成2價(jià)的鉛正離子（Pb2+），并立即與正極板附近的硫酸根負(fù)離子結(jié)合成硫酸鉛附著在正極上。二、放電過(guò)程（續(xù)）二、放電過(guò)程（續(xù)）2e充電狀態(tài)溶解電離輸出電流放電后生成物正極板負(fù)極板PbSO4PbSO4PbO2 2H2SO4PbPb4+SO42-+SO42-+2 H2O Pb2+2ePb2+2 H2O電解液2eF若將蓄電池與外電路的負(fù)荷接通，電動(dòng)勢(shì)使電路內(nèi)產(chǎn)生電流。電子e從負(fù)極板經(jīng)過(guò)外電路負(fù)荷流向正極板。F正極板處：Pb4+2e Pb2+Pb2+SO42-PbSO4（沉附在正極板上）F負(fù)極

13、板處：Pb2+SO42-PbSO4（沉附在負(fù)極板上）Pb Pb2+2e (Pb繼續(xù)溶解)F外部電路繼續(xù)流通，正負(fù)極板上的活性物質(zhì)PbO2 和Pb不斷轉(zhuǎn)化為PbSO4，電解液中的硫酸逐漸減少。水增多。二、放電過(guò)程（續(xù)）三、充電過(guò)程2e放電狀態(tài)溶解電離輸入電流充電后生成物正極板負(fù)極板PbSO4PbPbO2 2H2SO4Pb2+SO42-Pb4+電解液充電電源PbSO42 H2OSO42-+Pb2+2e2 H2O2e三、充電過(guò)程(續(xù)）F若將蓄電池直流電源接通，當(dāng)電源電壓高于蓄電池的電動(dòng)勢(shì)時(shí)，電源力使電子e從正極板經(jīng)過(guò)外電路流向負(fù)極板。F正極板處：PbSO4 Pb2+SO42-Pb2+-2e Pb4+

14、Pb2+2SO42-PbSO4 PbSO4+2H2O PbO2+2H2SO4F負(fù)極板處：PbSO4 Pb2+SO42-Pb2+2e Pb SO42-+2H+H2SO4 四、蓄電池的工作過(guò)程總結(jié)四、蓄電池的工作過(guò)程總結(jié)1、蓄電池對(duì)外既不充電也不放電（不工作）時(shí)的靜止電動(dòng)勢(shì)大約為2伏2、放電過(guò)程：將蓄電池的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的的過(guò)程放電過(guò)程中，正負(fù)極板上PbO2 PbSO4 負(fù)極板上 Pb PbSO4 電解液PbSO4 H2O可以通過(guò)測(cè)量電解液密度來(lái)判斷蓄電池的充放電程度。蓄電池放電終了，極板上尚有70%-80%的活性物質(zhì)沒(méi)有起作用，應(yīng)該充分提高極板活性物質(zhì)的利用率?；钚晕镔|(zhì)減少活性物質(zhì)減少密度下降

15、密度下降四、蓄電池的工作過(guò)程總結(jié)（續(xù)）四、蓄電池的工作過(guò)程總結(jié)（續(xù)）3、充電過(guò)程：將蓄電池的電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的過(guò)程放電過(guò)程中，正極板上PbSO4 還原為PbO2 負(fù)極板上 PbSO4還原為Pb 電解液PbSO4 增多H2O減少（密度增加）充電一直進(jìn)行到極板上的活性物質(zhì)完全恢復(fù)到放電前的狀態(tài)為止。如果繼續(xù)充電，將引起水電解，放出大量氣泡。第三節(jié) 蓄電池的工作特性 蓄電池的工作特性：蓄電池的靜止電動(dòng)勢(shì)、內(nèi)阻和充放電特性的變化規(guī)律。蓄電池的技術(shù)參數(shù)主要包括：u蓄電池的靜止電動(dòng)勢(shì)u 蓄電池的內(nèi)阻 u 放電特性u(píng) 充電特性 一、蓄電池的工作特性11、靜止電動(dòng)勢(shì)、靜止電動(dòng)勢(shì) 靜止電動(dòng)勢(shì)是指蓄電池在靜止?fàn)顟B(tài)

16、(不充電也不放電)，正負(fù)極板之間的電位差(即開(kāi)路電壓)，用E0表示。它的大小取決于電解液的相對(duì)密度和溫度 E0=0.84+25 25-為25時(shí)的電解液的相對(duì)密度 E0=1.97-2.15之間 二、蓄電池的工作特性22、內(nèi)電阻 蓄電池的內(nèi)電阻為極板電阻、電解液電阻、隔板電阻、連條和極柱電阻的總和，用R0表示。蓄電池的內(nèi)電阻大小反映了蓄電池帶負(fù)載的能力。在相同的條件下，內(nèi)電阻越小，輸出電流越大，帶負(fù)載能力越強(qiáng)。三、蓄電池的工作特性33 3、蓄電池的放電特性、蓄電池的放電特性端電壓u蓄電池的放電特性是指在恒流放電過(guò)程中，蓄電池的端電壓和電解液相對(duì)密度隨時(shí)間而變化的規(guī)律。u將完全充足電的蓄電池以20h

17、放電率的電流進(jìn)行放電，在放電過(guò)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(shí)間，測(cè)量端電壓和電解液密度，得到如圖所示的放電特性曲線。三、蓄電池的工作特性3-蓄電池的放電特性說(shuō)明蓄電池的放電特性說(shuō)明1 1端電壓的變化情況（1）開(kāi)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(duì)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(kuò)散的硫酸與孔隙內(nèi)消耗的硫酸達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，所以端電壓緩慢下降。三、蓄電池的工作特性3-蓄電池的放電特性說(shuō)明蓄電池的放電特性說(shuō)明2 2（3）迅速下降階段 端電壓由1.85

18、V迅速下降至1.75V。電解液密度的變化情況：密度直線下降。蓄電池放電終了的特征：?jiǎn)胃耠姵仉妷航档椒烹娊K止電壓。電解液比重降到最小許可值約為1.13。三、蓄電池的工作特性3-放電終止電壓的影響因素 放電終止電壓與放電電流的大小有關(guān)。放電電流越大，允許的放電時(shí)間就越短，放電終止電壓也越低。如下表所示放電電流（A）0.05C20 0.1C200.25C20C203C20放電時(shí)間20h10h3h25min5min單格電池終止電壓（V）1.751.701.651.551.50C20蓄電池的額定容量。判斷放電終了：P8P8表1-3四、四、蓄電池的工作特性4-蓄電池的充電特性蓄電池的充電特性u(píng)在恒流充電過(guò)

19、程中，蓄電池的端電壓與電解液相對(duì)密度隨時(shí)間而變化的規(guī)律。u充電電源必須采用直流電源，以一定的電流人向一只完全放電的蓄電地進(jìn)行充電。u保持充電電流入不變，每隔一定時(shí)間測(cè)量單格電池的端電壓和電解液相對(duì)密度。u可以繪制出蓄電池的充電特性曲線，如圖所示。四、四、蓄電池的工作特性4-蓄電池的充電特性說(shuō)明蓄電池的充電特性說(shuō)明1 1 端電壓變化情況：（1）充電開(kāi)始階段 端電壓迅速上升。開(kāi)始充電時(shí)，孔隙內(nèi)迅速生成硫酸，端電壓迅速上升。（2）穩(wěn)定上升階段 端電壓緩慢上升至2.4V左右?？紫秲?nèi)生成的硫酸向孔隙外擴(kuò)散，當(dāng)硫酸生成的速度與擴(kuò)散速度達(dá)到平衡時(shí)，端電壓隨整個(gè)容器內(nèi)電解液密度變化而緩慢上升。四、蓄電池的工作

20、特性四、蓄電池的工作特性4-4-蓄電池的充電特性說(shuō)明蓄電池的充電特性說(shuō)明2 2（3）充電末期 電壓迅速上升到2.7V左右，且穩(wěn)定不變，電解液呈沸騰狀態(tài)?；钚晕镔|(zhì)還原反應(yīng)結(jié)束后的充電稱為過(guò)充電，充電電流用于電解水，應(yīng)避免長(zhǎng)時(shí)間過(guò)充電。電解液密度的變化：密度直線上升四、四、蓄電池的工作特性4-蓄電池的充滿電的特征蓄電池的充滿電的特征u端電壓上升到最大值2.7V，并在2h-3h內(nèi)不再增加。u電解液相對(duì)密度上升到最大值1.27g/cm u蓄電池內(nèi)產(chǎn)生大量氣泡。即電解液產(chǎn)生“沸騰”現(xiàn)象。蓄電池充電終了的特征第四節(jié) 蓄電池容量一、蓄電池的容量二、容量的類型三、影響容量的因素一、蓄電池容量一、蓄電池容量蓄電

21、池的容量是指在規(guī)定的放電條件下，完全充足電的蓄電池所能放出的電量，用“Q”表示。蓄電池的容量是標(biāo)志蓄電池對(duì)外放電能力、衡量蓄電池質(zhì)量的優(yōu)劣以及選用蓄電池的最重要指標(biāo)。蓄電池的容量采用Ah(安時(shí))來(lái)計(jì)量。即容量等于放電電流與持續(xù)放電時(shí)間的乘積。二、蓄電池的幾種標(biāo)稱容量二、蓄電池的幾種標(biāo)稱容量1、額定容量2、起動(dòng)容量1、額定容量、額定容量20h率額定容量 國(guó)標(biāo)GB5008.1-91啟動(dòng)用鉛蓄電池技術(shù)條件規(guī)定：將充電的新蓄電池在電解液溫度為255C條件下，以20h率的放電電流(即額定容量的0.05倍)連續(xù)放至單格電池平均電壓降到1.75V時(shí)，輸出的電量稱為額定容量。實(shí)際測(cè)量蓄電池容量超過(guò)20小時(shí)為合

22、格例：3-Q-90型蓄電池以4.5A（0.05C200.05904.5A）的電流連續(xù)放電至單池平均電壓降到1.75V時(shí)，若放電時(shí)間大于等于20h，則其容量QIftf90Ah，達(dá)到了額定容量，為合格產(chǎn)品；若放電時(shí)間小于20h，則其容量低于額定容量，為不合格產(chǎn)品。2 2、起動(dòng)容量、起動(dòng)容量起動(dòng)容量表征了鉛蓄電池在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)的供電能力，是檢驗(yàn)蓄電池質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。起動(dòng)容量受溫度影響很大，故又分為低溫起動(dòng)容量和常溫起動(dòng)容量?jī)煞N。（1）低溫起動(dòng)容量：電解液在18時(shí)，以3倍額定容量的電流持續(xù)放電至單格電壓下降至1V時(shí)所放出的電量。持續(xù)時(shí)間應(yīng)在2.5min以上。（2）常溫起動(dòng)容量：電解液在30時(shí)，以5

23、min放電率電流(3倍額定容量的電流)持續(xù)放電至單格電壓下降至1.5V時(shí)所放出的電量。持續(xù)時(shí)間應(yīng)在5min以上。起動(dòng)容量舉例起動(dòng)容量舉例u3-Q-90型蓄電池在30以270A的電流放電5min，蓄電池的端電壓降到4.5V，其起動(dòng)容量為：270（5/60）=22.5u說(shuō)明：起動(dòng)容量在數(shù)值上小于額定容量；低溫起動(dòng)容量小于常溫起動(dòng)容量。三、影響蓄電池容量的因素三、影響蓄電池容量的因素極板的構(gòu)造對(duì)容量的影響放電電流對(duì)容量的影響 電解液溫度對(duì)容量的影響 電解液密度對(duì)容量的影響 1 1極板構(gòu)造因素對(duì)容量的影響極板構(gòu)造因素對(duì)容量的影響u極板厚度越薄，活性物質(zhì)的利用率就越高，容量就越高。u極板面積越大，同時(shí)參

24、與反應(yīng)的物質(zhì)就越多，容量就越大。u同性極板中心距越小，蓄電池內(nèi)阻越小，容量越大。2 2、放電電流對(duì)容量的影響、放電電流對(duì)容量的影響蓄電池在不同電流下的放電特性蓄電池在不同電流下的放電特性汽車起動(dòng)機(jī)工作時(shí)，蓄電池屬于大電流放電，蓄電池在不同電流下的放電特性蓄電池在不同電流下的放電特性如：額定容量為如：額定容量為135A.h，若以，若以5min放電率（即放電率（即3倍額定倍額定容量的大電流）放容量的大電流）放電，到單格電壓降電，到單格電壓降到到1.5V時(shí)，只能維時(shí)，只能維持放電持放電5min，則此，則此時(shí)輸出的電量（即時(shí)輸出的電量（即實(shí)際容量）：實(shí)際容量）：405（A）（5/60）=33.7A.h

25、3、電解液溫度對(duì)容量的影響、電解液溫度對(duì)容量的影響w溫度粘度滲入極板困難，活性物質(zhì)利用率C；w同時(shí)，粘度內(nèi)阻內(nèi)壓降端電壓C電解液密度對(duì)容量的影響w電解液密度電動(dòng)勢(shì)E，電液滲透能力，參加反應(yīng)的活性物質(zhì)Cw過(guò)高，粘度，內(nèi)阻，極板硫化Cw實(shí)踐證明：電解液密度偏低有利于提高放電電流和容量。冬季使用的電解液，在不使其結(jié)冰的前提下，盡可能采用稍低的電解液密度。w 1.12-1.30g/cm3第五節(jié) 蓄電池故障及排除故障一：極板硫化故障故障特征特征 極板上生成一層白色粗晶粒的極板上生成一層白色粗晶粒的PbSOPbSO4 4，在正常充電時(shí)不能轉(zhuǎn)化為，在正常充電時(shí)不能轉(zhuǎn)化為PbOPbO2 2和和PbPb的現(xiàn)象。

26、的現(xiàn)象。（1 1）硫化的電池放電時(shí)，電壓急劇降低，過(guò)早降至終止電壓，電池容量減小。）硫化的電池放電時(shí)，電壓急劇降低，過(guò)早降至終止電壓，電池容量減小。（2 2）蓄電池充電時(shí)單格電壓上升過(guò)快，電解液溫度迅速升高，但密度增加緩慢，過(guò)）蓄電池充電時(shí)單格電壓上升過(guò)快，電解液溫度迅速升高，但密度增加緩慢，過(guò)早產(chǎn)生氣泡，甚至一充電就有氣泡。早產(chǎn)生氣泡，甚至一充電就有氣泡。故障故障原因原因 （1 1）蓄電池長(zhǎng)期充電不足或放電后沒(méi)有及時(shí)充電，導(dǎo)致極板上的）蓄電池長(zhǎng)期充電不足或放電后沒(méi)有及時(shí)充電，導(dǎo)致極板上的PbSOPbSO4 4有一部分溶有一部分溶解于電解液中，環(huán)境溫度越高，溶解度越大。當(dāng)環(huán)境溫度降低時(shí)，溶解度

27、減小，溶解于電解液中，環(huán)境溫度越高，溶解度越大。當(dāng)環(huán)境溫度降低時(shí)，溶解度減小，溶解的解的PbSOPbSO4 4就會(huì)重新析出，在極板上再次結(jié)晶，形成硫化。就會(huì)重新析出，在極板上再次結(jié)晶，形成硫化。（2 2）電解液液面過(guò)低，使極板上部與空氣接觸而被氧化，在行車中，電解液上下波）電解液液面過(guò)低，使極板上部與空氣接觸而被氧化，在行車中，電解液上下波動(dòng)與極板的氧化部分接觸，會(huì)生成大晶粒動(dòng)與極板的氧化部分接觸，會(huì)生成大晶粒PbSOPbSO4 4硬化層，使極板上部硫化。硬化層，使極板上部硫化。（3 3）長(zhǎng)期過(guò)量放電或小電流深度放電，使極板深處活性物質(zhì)的孔隙內(nèi)生成）長(zhǎng)期過(guò)量放電或小電流深度放電，使極板深處活性

28、物質(zhì)的孔隙內(nèi)生成PbSOPbSO4 4。（4 4）新蓄電池初充電不徹底，活性物質(zhì)未得到充分還原。）新蓄電池初充電不徹底，活性物質(zhì)未得到充分還原。（5 5）電解液密度過(guò)高、成分不純，外部氣溫變化劇烈。）電解液密度過(guò)高、成分不純，外部氣溫變化劇烈。排除排除方法方法 輕度硫化的蓄電池，可用小電流長(zhǎng)時(shí)間充電的方法予以排除；硫化較嚴(yán)重者采用去輕度硫化的蓄電池，可用小電流長(zhǎng)時(shí)間充電的方法予以排除；硫化較嚴(yán)重者采用去硫化充電方法消除硫化；硫化特別嚴(yán)重的蓄電池應(yīng)報(bào)廢。硫化充電方法消除硫化；硫化特別嚴(yán)重的蓄電池應(yīng)報(bào)廢。故障二：自放電故障故障特征特征 蓄電池在無(wú)負(fù)載的狀態(tài)下，電量自動(dòng)消失的現(xiàn)象稱為自放電。蓄電池在

29、無(wú)負(fù)載的狀態(tài)下，電量自動(dòng)消失的現(xiàn)象稱為自放電。如果充足電的蓄電池在如果充足電的蓄電池在3030天之內(nèi)每晝夜容量降低超過(guò)天之內(nèi)每晝夜容量降低超過(guò)2%2%，稱為故障性自，稱為故障性自放電。放電。故障故障原因原因 （1 1）電解液不純，雜質(zhì)與極板之間以及沉附于極板上的不同雜質(zhì)之間形）電解液不純，雜質(zhì)與極板之間以及沉附于極板上的不同雜質(zhì)之間形成電位差，通過(guò)電解液產(chǎn)生局部放電。成電位差，通過(guò)電解液產(chǎn)生局部放電。（2 2）蓄電池長(zhǎng)期存放，硫酸下沉，使極板上、下部產(chǎn)生電位差引起自放）蓄電池長(zhǎng)期存放，硫酸下沉，使極板上、下部產(chǎn)生電位差引起自放電。電。（3 3）蓄電池溢出的電解液堆積在電池蓋的表面，使正、負(fù)極柱

30、形成通路。）蓄電池溢出的電解液堆積在電池蓋的表面，使正、負(fù)極柱形成通路。（4 4）極板活性物質(zhì)脫落，下部沉積物過(guò)多使極板短路。）極板活性物質(zhì)脫落，下部沉積物過(guò)多使極板短路。排除排除方法方法 自放電較輕的蓄電池，可將其正常放完電后，倒出電解液，用蒸餾水反自放電較輕的蓄電池，可將其正常放完電后，倒出電解液，用蒸餾水反復(fù)清洗干凈，再加入新電解液，充足電后即可使用；自放電較為嚴(yán)重時(shí)，復(fù)清洗干凈，再加入新電解液，充足電后即可使用；自放電較為嚴(yán)重時(shí)，應(yīng)將電池完全放電，倒出電解液，取出極板組，抽出隔板，用蒸餾水沖應(yīng)將電池完全放電，倒出電解液，取出極板組，抽出隔板，用蒸餾水沖洗之后重新組裝，加入新的電解液重新

31、充電后使用。洗之后重新組裝，加入新的電解液重新充電后使用。蓄電池故障及排除(續(xù)）故障三：故障三：極板短路極板短路故故障障特特征征 蓄電池正、負(fù)極板直接接觸或被其它導(dǎo)電物質(zhì)搭接稱為極板短路。蓄電池正、負(fù)極板直接接觸或被其它導(dǎo)電物質(zhì)搭接稱為極板短路。極板短路的蓄電池充電時(shí)充電電壓很低或?yàn)榱?，電解液溫度迅速升極板短路的蓄電池充電時(shí)充電電壓很低或?yàn)榱?，電解液溫度迅速升高，密度上升很慢，充電末期氣泡很少。高，密度上升很慢，充電末期氣泡很少。故故障障原原因?（1）隔板破損使正、負(fù)極板直接接觸。）隔板破損使正、負(fù)極板直接接觸。（2）活性物質(zhì)大量脫落，沉積后將正、負(fù)極板連通。）活性物質(zhì)大量脫落，沉積后將正、

32、負(fù)極板連通。（3）極板組彎曲。）極板組彎曲。（4）導(dǎo)電物體落入池內(nèi)。）導(dǎo)電物體落入池內(nèi)。排排除除方方法法 出現(xiàn)極板短路時(shí)，必須將蓄電池拆開(kāi)檢查。出現(xiàn)極板短路時(shí)，必須將蓄電池拆開(kāi)檢查。更換破損的隔板，消除沉積的活性物質(zhì)，校正或更換彎曲的極板組更換破損的隔板，消除沉積的活性物質(zhì)，校正或更換彎曲的極板組等。等。蓄電池故障及排除(續(xù)）蓄電池故障及排除(續(xù)）故障四：活性物質(zhì)脫落 故障故障特征特征 主要指正極板上的活性物質(zhì)主要指正極板上的活性物質(zhì)PbOPbO2 2的脫落。的脫落。蓄電池容量減小，充電時(shí)從加液孔中可看到有褐色物質(zhì)，電解液渾濁。蓄電池容量減小，充電時(shí)從加液孔中可看到有褐色物質(zhì)，電解液渾濁。故障

33、故障原因原因 （1 1）蓄電池充電電流過(guò)大，電解液溫度過(guò)高，使活性物質(zhì)膨脹、松軟而）蓄電池充電電流過(guò)大，電解液溫度過(guò)高，使活性物質(zhì)膨脹、松軟而易于脫落。易于脫落。（2 2）蓄電池經(jīng)常過(guò)充電，極板孔隙中逸出大量氣體，在極板孔隙中造成）蓄電池經(jīng)常過(guò)充電，極板孔隙中逸出大量氣體，在極板孔隙中造成壓力，而使活性物質(zhì)脫落。壓力，而使活性物質(zhì)脫落。（3 3）經(jīng)常低溫大電流放電使極板彎曲變形，導(dǎo)致活性物質(zhì)脫落。）經(jīng)常低溫大電流放電使極板彎曲變形，導(dǎo)致活性物質(zhì)脫落。（4 4）汽車行駛中的顛簸振動(dòng)。）汽車行駛中的顛簸振動(dòng)。排除排除方法方法 對(duì)于活性物質(zhì)脫落的鉛蓄電池，若沉積物較少時(shí)，可清除后繼續(xù)使用；對(duì)于活性物

34、質(zhì)脫落的鉛蓄電池，若沉積物較少時(shí)，可清除后繼續(xù)使用；若沉積物較多時(shí)，應(yīng)更換新極板和電解液。若沉積物較多時(shí)，應(yīng)更換新極板和電解液。蓄電池故障及排除(續(xù)）故障五：極板柵架腐蝕 故故障障特特征征 主要是正極板柵架腐蝕，極板呈腐爛狀態(tài)，活性物質(zhì)以塊狀堆積在隔主要是正極板柵架腐蝕，極板呈腐爛狀態(tài)，活性物質(zhì)以塊狀堆積在隔板之間，蓄電池輸出容量降低。板之間，蓄電池輸出容量降低。故故障障原原因因 （1 1）蓄電池經(jīng)常過(guò)充電，正極板處產(chǎn)生的）蓄電池經(jīng)常過(guò)充電，正極板處產(chǎn)生的O O2 2使柵架氧化。使柵架氧化。（2 2）電解液密度、溫度過(guò)高、充電時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，會(huì)加速極板腐蝕。）電解液密度、溫度過(guò)高、充電時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，會(huì)加

35、速極板腐蝕。（3 3）電解液不純。）電解液不純。排排除除方方法法 腐蝕較輕的蓄電池，電解液中如果有雜質(zhì)，應(yīng)倒出電解液，并反復(fù)用腐蝕較輕的蓄電池，電解液中如果有雜質(zhì)，應(yīng)倒出電解液，并反復(fù)用蒸餾水清洗，然后加入新的電解液，充電后即可使用；蒸餾水清洗，然后加入新的電解液，充電后即可使用；腐蝕較嚴(yán)重的蓄電池，如果是電解液密度過(guò)高，可將其調(diào)整到規(guī)定值，腐蝕較嚴(yán)重的蓄電池，如果是電解液密度過(guò)高，可將其調(diào)整到規(guī)定值，在不充電的情況下繼續(xù)使用；在不充電的情況下繼續(xù)使用；腐蝕嚴(yán)重的蓄電池，如柵架斷裂、活性物質(zhì)成塊脫落等，則需更換極腐蝕嚴(yán)重的蓄電池，如柵架斷裂、活性物質(zhì)成塊脫落等，則需更換極板。板。第六節(jié) 蓄電池

36、的充電及充電設(shè)備蓄電池的充電：新蓄電池和新修復(fù)的蓄電池必須進(jìn)行初充電，使用中的蓄電池要進(jìn)行補(bǔ)充充電；為了使蓄電池保持一定的容量和延長(zhǎng)壽命，需定期進(jìn)行過(guò)充電和鍛煉充電。充電方法充電種類恒流充電恒壓充電脈沖快速充電初充電補(bǔ)充充電去硫化充電一、充電種類-初充電初充電：對(duì)新蓄電池或更換極板后的蓄電池進(jìn)行的首次充電。目的：恢復(fù)蓄電池在存放期間，極板上部分活性物質(zhì)緩慢放 電和硫化而失去的電量。P11初充電的特點(diǎn)：充電電流小，充電時(shí)間長(zhǎng)，必須徹底充足。F初充電的程序：P11P11v 加注電解液：密度符合廠家規(guī)定，液面高度符合要求。v 選擇充電電流：恒流法 IC1=C20/15 IC2=C20/30 v 連接

37、蓄電池v 測(cè)量電解液相對(duì)密度v注意事項(xiàng)：測(cè)量電解液的溫度。一、一、充電種類-補(bǔ)充充電補(bǔ)充充電補(bǔ)充充電：蓄電池使用后，常有充電不足現(xiàn)象（尤其是短途車輛）的充電。需補(bǔ)充充電情況（條件）：p121.啟動(dòng)無(wú)力時(shí)（非機(jī)械故障）；2.前照燈燈光暗淡，表示電力不足時(shí)；3.電解液密度下降到1.20g/cm3以下時(shí)；4.冬季放電超過(guò)25%，夏季放電超過(guò)50%時(shí)；充電方式：P12表1-4一、充電種類-去硫化充電去硫化充電：防止充電不足造成硫化(P12)蓄電池輕度硫化，可用充電的方法予以消除：1.倒出電解液，加入蒸餾水沖洗兩次后，再加入蒸餾水；2.用IC=C20/30（A）的電流進(jìn)行充電，當(dāng)密度上升到1.15g/c

38、m3時(shí)，倒出電解液，再加蒸餾水繼續(xù)充電，直至密度不再上升；3.以20h率放電電流放電至單池電壓降到1.75V時(shí)，再進(jìn)行上述充電。反復(fù)進(jìn)行以上過(guò)程，直至輸出容量達(dá)到額定容量的80%以上，即可使用。二二 充電方法充電方法-恒流充電（恒流充電（P13）在充電過(guò)程中，充電電流恒定不變（通過(guò)調(diào)整電壓，保證電流不變）。充電電路的特點(diǎn)：把同容量的蓄電池串聯(lián)起來(lái)接入充電電源。恒流充電的優(yōu)點(diǎn)為：充電電流可任意選擇，有益于延長(zhǎng)蓄電池壽命，可用于初充電和去硫化充電。恒流充電的缺點(diǎn)是充電時(shí)間長(zhǎng)，且需要經(jīng)常調(diào)整充電電流。二二 充電方法充電方法-恒壓充電（恒壓充電（P13）在充電過(guò)程中，充電電壓恒定不變。是蓄電池在汽車上

39、由發(fā)電機(jī)對(duì)其充電的方法。被充電蓄電池采用并聯(lián)連接，要求并聯(lián)支路的單格電壓總數(shù)相同。恒壓充電特性曲線見(jiàn)圖恒壓充電的缺點(diǎn)：充電電流大小不能調(diào)整，所以不能保證蓄電池徹底充足電；也不能用于蓄電池的初充電和去硫化充電。對(duì)于就車使用的蓄電池，為了防止其產(chǎn)生硫化故障，必須定期（每2個(gè)月）拆下用恒流充電方法充電一次。二二 充電方法充電方法-快速脈沖充電 常規(guī)充電需要時(shí)間比較長(zhǎng)。也不能靠加大充電電流來(lái)加快充電，否則對(duì)蓄電池會(huì)造成損害。（1）快速充電理論 極化現(xiàn)象：充電后期，電池兩極之間的電位差高于兩極活性物質(zhì)的平衡電極電位。產(chǎn)生極化的原因：歐姆極化：因電阻產(chǎn)生電壓降。濃差極化：充電過(guò)程中，在極板附近硫酸濃度大于

40、其它地方，引起極板電位上升。電化學(xué)極化：充電后期，水被電解，在負(fù)極上，氫離子獲得電子變成氫氣，但這個(gè)過(guò)程進(jìn)行需要一定時(shí)間，于是在負(fù)極板上有多量電子，使之電位下降，在正極則被氧離子包圍，形成過(guò)氧化極板，電位提高，這樣正負(fù)極板間的電位差增加。二二 充電方法充電方法-快速脈沖充電蓄電池接受充電電流的能力：當(dāng)實(shí)際充電電流高于曲線時(shí)，水被電解二二 充電方法充電方法-快速脈沖充電脈沖快速充電脈沖快速充電電流曲線：初期用大電流（0.81Qe）充電，達(dá)到容量60%；前停充（2440ms）：歐姆極化消失，濃差極化部分消失。反充（0.0151ms）:消除電化學(xué)極化，進(jìn)一步消除濃差極化后停充（25ms）：消除濃差極化如此循環(huán)，直至充足電