《汽车电气系统第2章蓄电池课件》由会员分享,可在线阅读,更多相关《汽车电气系统第2章蓄电池课件(80页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、第二章 蓄电池,第2章 蓄电池,一、概述 1、蓄电池的分类 何谓蓄电池? 汽车上(电动汽车除外)使用的是哪种蓄电池?汽车用铅蓄电池分几种?(4种),1.何谓蓄电池?,蓄电池是一种化学电源,即能将电能转化为化学能储存,也能通过其内部的化学反应向用电设备供电。是一个可逆的低压直流电源。,蓄电池的分类,铅酸蓄电池,镍碱蓄电池,普通,干荷,湿荷,免维护,汽车用蓄电池,电动车 蓄电池,第一节 概述,(1)起动时; (2)发电机不发电时; (3)过载时; (4)充电; (5)保持系统电压稳定,保护电子元件。,2、 蓄电池的功用,第二节 蓄电池的结构与型号,一、蓄电池的结构,极板、隔板、电解液、外壳,第二节
2、 蓄电池的结构与型号,极板由栅架和活性物质组成。正极板:二氧化铅(PbO2 ), 深棕色负极板:海绵状纯铅(Pb),青灰色注意: 负极板比正极板多一块。,极板组,极板:由栅架和活性物质组成。,极板有正极板和负极板之分,隔板:在正、负极板间起绝缘作用,可使电池结构紧凑。A-隔板有许多微孔,让电解液畅通无阻。B-隔板一面平整,一面有沟槽。沟槽面对着正极板。使充放电时,电解液能通过沟槽及时供给正极板,当正极板上的活性物质PbO2脱落时能迅速通过沟槽沉入容器底部。,注:沟槽应垂直放置,并朝向正极板。,隔板,材料:硬橡胶、塑料两种。外壳上有链条和加液孔。,壳体:,联条:串联各单格电池 , 材料为铅。 加
3、液孔盖: ( 注意孔盖上小孔的作用) 蓄电池的每一个单格都有一个加液孔,为加注电解液和检测电解液密度所用,孔盖上有通气孔,该小孔应经常保持畅通,一便随时排除蓄电池化学反应放出的氢气和氧气,防止外壳涨列和发生事故。,附件:,电解液:用纯硫酸和蒸馏水按一 定的比例配制成配制成的电解液比重一般在1.241.30g/ cm3之间。对电解液浓度的选择北方南方略有不同。,二 、免维护蓄电池(MF),1.优点:不需维护、自放电少、寿命长耐过充性能好。 2.结构特点:,第三节 蓄电池的工作原理,1.电动势的建立 正极板: PbO2 Pb4+2.0V 负极板:Pb-2ePb2+ -0.1V 两极板之间的电动势为
4、2.1V,1.电动势的建立一个极板组的电动势也是2.1V;要得到12V电压需串连6个单格。,第三节 蓄电池的工作原理,2.放电时化学反应为:正极板:Pb4+2ePb2+ Pb2+SO42-PbSO4 附在正极板上,第三节 蓄电池的工作原理,负极板:Pb-2ePb2+Pb2+SO42-PbSO4 附在负极板上,二、蓄电池的放电过程,2.放电时化学反应总方程式为: PbO2 Pb 2H2SO4 2Pb SO4 2H2O电解液中:H+OH-H2OSO4 减少 电解液硫酸浓度降低,第三节 蓄电池的工作原理,工作原理放电过程,蓄电池放电终了特征: (1)单格电池电压降到终止电压; (2)电解液密度下降到
5、最小许可值。,三、蓄电池的充电过程,工作原理充电过程,蓄电池充电终了特征: (1)电解液中有大量气泡冒出,呈沸腾状态; (2)电解液密度和端电压上升到规定值,且23小时保持不变。,蓄电池的型号,6 Q 1056Q A1056Q B1056Q W105 G6Q A105S6Q H105D,单格数,特征,额定容量,蓄电池的选用,蓄电池的选择必须符合如下两点要求:1.电压等级必须一致2.蓄电池的容量必须足够。,蓄电池在规定条件下放出的电量称为容量,单位为安.小时(A.h)C=Iftf,蓄电池容量的表示,额定容量,起动容量,储备容量,第四节 蓄电池的容量及其影响因素,一、 蓄电池的容量,1、额定容量蓄
6、电池的额定容量用20h率容量表示:即将充足电的蓄电池在电 解液温度为25条件下,以20h率放电电流连续放电,直至单池平均电压降到1.75V时,输出的电量称为蓄电池的额定容量。,2、储备容量储备容量表示了汽车充电系统失效时蓄电池向汽车提供25A恒流的能力。蓄电池在电 解液温度为25条件下,以25A恒流放电电流连续放电,直至单池平均电压降到1.75V时的放电时间称为蓄电池的储备容量。,电解液在30时,以3倍额定容量的电流持续放电至终止电压(12V蓄电池为8V,6V蓄电池为4V)所放出的电量称为常温起动容量(持续时间应在5min以上。电解液在18时,以3倍额定容量的电流持续放电至终止电压(12V蓄电
7、池为6V,6V蓄电池为3V)所放出的电量称为低温起动容量(持续时间应在2.5min以上)。,常温起动容量,低温起动容量,3.起动容量,二、影响容量的因素,1.构造因素:极板的面积、片数、厚度 2.使用因素:1)放电电流2)电解液温度3)电解液密度,放电电流和容量的关系举例,电解液温度,电解液密度,第五节 蓄电池工作特性,电动势静止电动势内阻放电特性充电特性,电动势E(正负极板电位差)E 0= 0.84 +25 。C25 。C =t+0.00075(t25)静止电动势E 0 :指其内部工作物质的运动处于暂时的平静状态时的电动势。,一、 静止电动势,静止电动势是指蓄电池在静止状态(不充电也不放电)
8、,正负极板之间的电位差(即开路电压)。它的大小与电解液的相对密度和温度有关。,二、内阻,蓄电池的内电阻由极板电阻、电解液电阻、隔板电阻、连条电阻组成。放电程度越高,极板电阻越大;温度低,粘度大,电解液电阻增大,相对密度过高或过低,电解液电阻增大。,电解液电阻与密度关系,适当采用低比重1.208g/cm3、高温度的电解液,可降低蓄电池的内阻。,内阻,极板电阻:电阻很小,且与活性物质变化而变化。 电解液电阻:与其温度和密度有关。 隔板:其材料的通透性影响电解液的电阻。 连接条:铅质,电阻很小。,放电特性:,概念:蓄电池的放电特性是指在恒流放电过程中,蓄电池的端电压Uf和电解液密度25随时间f而变化
9、的规律。 蓄电池在恒流放电过程中,端电压的变化规律:开始放电阶段 相对稳定阶段 迅速下降阶段 蓄电池放电终了的特征是:.单个电压降到放电终止电压(单池终止电压和放电电流有关);.电解液密度降到最小终止值。但应注意:放电终止电压和放电电流有关。,充电特性 :,概念:蓄电池的充电特性是指在恒流充电过程中,蓄电池的端电压Uf和电解液密度25随时间f而变化的规律。 蓄电池充电终了的特征是:.端电压和电解液密度上升到最大(2.7V),且在2h小时内不上升。.电解液中剧烈冒汽泡,呈沸腾现象。(电解水),三、放电特性,蓄电池的放电特性是指在恒流放电过程中,蓄电池的端电压Uf和电解液相对密度等参数随时间而变化
10、的规律。,放电特性,Uf = E - IfRn,1)放电初期,极板孔隙内的硫酸迅速消耗,Uf和E从2.1V迅速下降到2V左右;2)继续放电,当孔隙内消耗掉的硫酸和渗入的硫酸达到平衡时, Uf和E缓慢下降到1.85V; 3)放电接近终止时,活性物质大部分已转变为PbSO4而积聚在孔隙内,Uf和E迅速下降到1.75V; 2.放完电的标志 1)Uf降到放电终止电压(与放电电流有关); 2)电解液比重下降到最小许可值,约为1.11;,1.放电过程,四、充电特性,蓄电池的充电特性是指在恒流充电过程中,蓄电池的端电压Uc和电解液密度等参数随充电时间变化的规律。,充电特性,1、充电过程UC = E + IC
11、Rn,1)充电初期,极板孔隙内表层迅速生成硫酸,使孔隙中电解液比重增大, UC和E迅速上升; 2)继续充电,当孔隙内产生硫酸的速度和向外扩散的速度达到平衡时, UC和E随整个容器内电解液比重的上升而缓慢上升; 3)UC达到2.32.4V时,极板上可能参加变化的活性物质,差不多全恢复为PbO2和Pb,继续通电,使得水电解,出现沸腾,UC上升到2.7V左右,此时应切断电源。2、充足电的标志 1)UC上升到最大值,且两小时内不再增加; 2)电解液比重上升到最大值,且两小时内不再增加; 3)蓄电池激烈地放出大量气泡,电解液沸腾。,小 结,1.铅蓄电池由哪几部分组成?(极板、隔板、电解液、外壳) 2.铅
12、蓄电池内部分为几个单格?一格的静止电动势约为多少? 3.正、负极板上的活性物质各是什么?(正极板Pbo2,负极板Pb) 4.铅蓄电池的每一个单格都有一个加液孔,孔盖上通气孔,其作用? 5 .蓄电池的选择必须符合哪些要求? 6 .国产蓄电池的编号规则?,7 .写出蓄电池充放电的化学反应综合方程式。 8 .蓄电池放电终了特征?放电时两极板上生成什么物质,电解液有何变化? 9 .蓄电池充电终了特征?充电时两极板上各生成什么物质?电解液有何变化? 10 .何谓蓄电池容量?单位?(蓄电池在规定条件下放出的电量。单位为A.h) 11 .何谓额定容量?起动容量? 12 .使用因素对容量有何影响?(放电电流大
13、容量小,环境温度低容量小),蓄电池的常见故障有:,蓄电池的外部故障有:外壳裂纹 极柱松动 封胶干裂,蓄电池的内部故障有:极板硫化、活性物质脱落、极板栅架腐蚀、极板短路、自放电、极板拱曲。,第六节 蓄电池的常见故障,1.极板硫化:原因及预防措施? 2.活性物质脱落:原因及预防措施? 3.极板栅架腐蚀:原因及预防措施? 4.极板短路:原因及预防措施? 5.自行放电:原因及预防措施? 6.极板拱曲:原因及预防措施?,第六节 蓄电池的常见故障,一、极板硫化,1故障特征:极板上生成白色的粗晶粒硫酸铅的现象简称硫化。轻度硫化后,蓄电池内阻增大,容量变小严重硫化后,充电放电都会异常,放电时,内阻显著增大,电
14、压迅速下降,不能持续供给电流;充电时,单格电池电压高,可达2.8V以上,密度上升慢,温度上升快,过早出现沸腾现象。,2 产生原因:1) 不及时充电或长期充电不足;2) 蓄电池液面过低;3) 长期过渡放电或小电流深度放电;4) 新电池初充电不彻底;5) 电解液密度过高,成分不纯; 3.防止硫化的措施:保持蓄电池经常处于足电状态;用完电及时充电(24h内);经常检查液面。,一、极板硫化,二、极板活性物质脱落,1 故障特征:蓄电池输出容量下降,充电时电解液混浊,呈棕色2故障原因:1) 充电电流过大; 2) 过充时间过长; 3) 低温大电流放电。 另外,汽车颠簸也会造成活性物质脱落 排除方法轻度:更换
15、电解液,严重报废,三、自放电,蓄电池在无负载的静态下电量自动消失的现象称为自放电。蓄电池的自放电是不可避免的。1.故障性自放电特征:如果充足电的蓄电池在30天之内每昼夜容量降低超过2%,称为故障性自放电。2.故障原因:1) 电解液含杂质过多,不纯;2)电池表面不清洁;3)长期存放,硫酸下沉;4)活性物质脱落,引起短路3.防止措施1) 使用符合标准的硫酸和蒸馏水配置电解液;2) 配置电解液的容器要保持清洁;3) 防止杂质进入电池内.,四、极板短路,1故障特征充电电压很低或为零,密度上升很慢或不上升,气泡很少或无气泡 2故障原因1)活性物质大量脱落,堆积造成2)隔板破损3)极板组弯曲4)导电物进入
16、电解液 3排除方法拆检,五、极板栅架腐蚀,1 故障特征主要是正极板腐蚀,极板呈腐烂状态,活性物质以块装堆积在两隔板之间,蓄电池输出容量降低。 2 故障原因主要是氧化所至,在蓄电池基本充足电以后,部分电流便开始电解水,产生氧气,使正极板腐蚀 电解液密度增大,温度升高和充电时间过长,会加速极板腐蚀。,其他故障,极板拱曲:极板拱曲主要是长时间大电流放电所致。 单格电池极性颠倒:现象:蓄电池电压迅速下降,不能继续使用 原因:维护不当没及时发现有故障的单格电池,被其他单格电池反充电造成。,第七节 蓄电池的充电,蓄电池的适时充电,是延长蓄电池寿命,保持良好的技术状态的一种很重要的手段。所以我们必须懂得蓄电池充电的一些基本知识和基本技能。,