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1、第第2 2章章 蓄电池蓄电池目目 录录2.1 蓄电池概述蓄电池概述2.2 蓄电池的工作原理和工作特性蓄电池的工作原理和工作特性2.3 蓄电池技术状况的检查蓄电池技术状况的检查2.4 蓄电池的充电操作蓄电池的充电操作2.5 蓄电池的使用和维护蓄电池的使用和维护2.6 蓄电池常见故障诊断与排除蓄电池常见故障诊断与排除图图2-1 汽车电源与其他设备连接电路汽车电源与其他设备连接电路2.1 2.1 蓄电池概述蓄电池概述2.1.1 2.1.1 蓄电池的作用蓄电池的作用 车用蓄电池是提供和储存电能的装置。它能产生直流电，与发电机并联，车用蓄电池是提供和储存电能的装置。它能产生直流电，与发电机并联，共同为汽
2、车电器设备供电。发动机及蓄电池统称为汽车电源，其与其他设备共同为汽车电器设备供电。发动机及蓄电池统称为汽车电源，其与其他设备连接电路如图连接电路如图2-12-1所示。所示。在起动发动机时，它向起动机提供强大的起动电在起动发动机时，它向起动机提供强大的起动电流，同时给点火系统、电子燃油喷射系统、仪表流，同时给点火系统、电子燃油喷射系统、仪表系统等电器设备供电。系统等电器设备供电。1当发电机电压较低或不发电时，如发动机停止运当发电机电压较低或不发电时，如发动机停止运转或低怠速运转的时候，由蓄电池向汽车电器设转或低怠速运转的时候，由蓄电池向汽车电器设备供电。备供电。2当发电机过载时，由蓄电池协同发电
3、机向电器设当发电机过载时，由蓄电池协同发电机向电器设备供电。备供电。3当发电机的端电压高于蓄电池的电动势时，它会当发电机的端电压高于蓄电池的电动势时，它会将一部分电能转化为化学能储存起来，即充电。将一部分电能转化为化学能储存起来，即充电。4蓄电池具有以下作用：蓄电池具有以下作用：2.1.2 2.1.2 蓄电池的结构蓄电池的结构 蓄电池主要由极板、蓄电池主要由极板、外壳、接线柱及电解液外壳、接线柱及电解液（图中未画出）等组成，（图中未画出）等组成，如图如图2-22-2所示。额定电所示。额定电压为压为12 V12 V的蓄电池由的蓄电池由6 6个单格电池串联组成，个单格电池串联组成，每个单格电池的电
4、压约每个单格电池的电压约为为2 V2 V。图图2-2 2-2 蓄电池结构蓄电池结构11外壳；外壳；22塑料电池盖；塑料电池盖；33正接线柱；正接线柱；44负接线柱；负接线柱；55加液孔；加液孔；66负极板；负极板；77隔板；隔板；88正极板正极板极板、隔板、电解液、外壳、联条极板、隔板、电解液、外壳、联条 极板极板由栅架和活性物质组成。由栅架和活性物质组成。正极板正极板：二氧化铅二氧化铅（P Pb bO O2 2),),棕红色棕红色 负极板负极板：海绵状纯铅（海绵状纯铅（P Pb b）,深灰色深灰色 栅架的作用是容纳活性物质并使极板成形，一般由铅锑合金栅架的作用是容纳活性物质并使极板成形，一般
5、由铅锑合金浇铸而成。浇铸而成。注意：负极板比正极板多一块。注意：负极板比正极板多一块。1.极板极板为了增大蓄电池为了增大蓄电池的容量，将多片的容量，将多片正、负极板分别正、负极板分别并联，组成正、并联，组成正、负极板组，装在负极板组，装在单体内。单体内。2.2.隔板隔板 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引起短路，以缩小蓄电池的体积。于接触引起短路，以缩小蓄电池的体积。隔板多采用木材、微孔塑料、橡胶、纸质及玻璃纤维等材料制成。隔板隔板多采用木材、微孔塑料、橡胶、纸质及玻璃纤维等材料制成。隔板应具有良
6、好的绝缘性能，此外隔板材料应具有多孔性，以便于电解液渗透，应具有良好的绝缘性能，此外隔板材料应具有多孔性，以便于电解液渗透，减小蓄电池内阻，还要具有耐酸及抗氧化性能强等特点，以适应其工作条件。减小蓄电池内阻，还要具有耐酸及抗氧化性能强等特点，以适应其工作条件。通常情况下，隔板厚度小于通常情况下，隔板厚度小于1 mm1 mm，长和宽比极板略大，通常一面带有沟，长和宽比极板略大，通常一面带有沟槽（或玻璃纤维），安装时应将带沟槽面朝向正极板，并使沟槽竖直放置。槽（或玻璃纤维），安装时应将带沟槽面朝向正极板，并使沟槽竖直放置。3.3.电解液电解液 电解液的作用是使极板活性物质与其反应，完成蓄电池的充、
7、放电过程。电解液的作用是使极板活性物质与其反应，完成蓄电池的充、放电过程。电解液由蒸馏水（电解液由蒸馏水（H H2 2O O）和密度为）和密度为1.831.84 g/cm1.831.84 g/cm3 3的化学纯硫酸（的化学纯硫酸（H H2 2SOSO4 4）按）按一定体积或质量比配制而成。电解液的密度视厂家要求与使用地区最低气温一定体积或质量比配制而成。电解液的密度视厂家要求与使用地区最低气温而定，一般为而定，一般为1.241.30 g1.241.30 gcmcm3 3，电解液液面一般高于极板，电解液液面一般高于极板1015 mm1015 mm。寒冷。寒冷的地区和季节应采用较大密度的电解液。的
8、地区和季节应采用较大密度的电解液。4.4.外壳外壳 如图如图2-52-5所示，外壳由间壁将其分所示，外壳由间壁将其分为为3 3个或个或6 6个互相分离的小格子，每个单个互相分离的小格子，每个单格一般都有一个加液孔，用于加注电解格一般都有一个加液孔，用于加注电解液或检测电解液密度。在加液孔盖上设液或检测电解液密度。在加液孔盖上设有通气孔，以便排出化学反应所放出的有通气孔，以便排出化学反应所放出的气体，防止外壳膨胀或发生事故。底部气体，防止外壳膨胀或发生事故。底部有凸起的筋条支撑极板组，凸筋之间的有凸起的筋条支撑极板组，凸筋之间的空间用来容纳极板脱落的活性物质，以空间用来容纳极板脱落的活性物质，以
9、防极板短路。防极板短路。图图2-5 2-5 外壳外壳5.5.接线柱接线柱 蓄电池正、负两极板组的横板上焊有接线柱，接线柱有侧置式、圆柱式及蓄电池正、负两极板组的横板上焊有接线柱，接线柱有侧置式、圆柱式及L L形等类型，如图形等类型，如图2-62-6所示。为了便于区分，在正接线柱上或旁边标有所示。为了便于区分，在正接线柱上或旁边标有“”或或“P”P”记号，负接线柱上或旁边标有记号，负接线柱上或旁边标有“”或或“N”N”记号，也可在正接线柱上涂记号，也可在正接线柱上涂红色油漆加以区分。红色油漆加以区分。图图2-6 2-6 蓄电池接线柱外形蓄电池接线柱外形2.1.3 2.1.3 蓄电池型号及种类蓄电
10、池型号及种类1.1.蓄电池型号蓄电池型号 按机械工业部按机械工业部JB/T 25991993JB/T 25991993铅酸蓄电池产品型号编制方法铅酸蓄电池产品型号编制方法标标准规定，铅酸蓄电池的型号由三大部准规定，铅酸蓄电池的型号由三大部分组成，各部分之间用破折号分隔，分组成，各部分之间用破折号分隔，其内容及排列见教材表其内容及排列见教材表2-22-2。2.2.蓄电池的种类蓄电池的种类 汽车用铅酸蓄电池分为普通蓄电汽车用铅酸蓄电池分为普通蓄电池、干荷电蓄电池和免维护蓄电池等池、干荷电蓄电池和免维护蓄电池等类型。类型。图图2-7 2-7 免维护蓄电池的结构免维护蓄电池的结构11正接线柱；正接线柱
11、；22负接线柱保护壳；负接线柱保护壳；33壳体；壳体；44正极板；正极板；55负极板负极板2.2 2.2 蓄电池的工作原理和工作特性蓄电池的工作原理和工作特性2.2.1 2.2.1 蓄电池的工作原理蓄电池的工作原理1.1.蓄电池电动势的建立蓄电池电动势的建立 极板浸入电解液后，由极板浸入电解液后，由于少量的活性物质溶解于电于少量的活性物质溶解于电解液，产生了电极电位，并解液，产生了电极电位，并且由于正、负极板的电极电且由于正、负极板的电极电位不同而形成了蓄电池的电位不同而形成了蓄电池的电动势，如图动势，如图2-82-8所示。所示。图图2-8 2-8 电动势的建立电动势的建立2.2.蓄电池的充电
12、过程蓄电池的充电过程 铅酸蓄电池充电时，应铅酸蓄电池充电时，应外接一直流电源（充电机或外接一直流电源（充电机或整流器），使正、负极板在整流器），使正、负极板在放电后生成的物质恢复成原放电后生成的物质恢复成原来的活性物质状态，并把外来的活性物质状态，并把外界的电能转化为化学能储存界的电能转化为化学能储存起来，如图起来，如图2-92-9所示。所示。图图2-9 2-9 充电过程充电过程充电时化学反应为：充电时化学反应为：正极板：正极板：PbSO4 Pb2+SO42-4H2O 4H+4OH-Pb2+-2e Pb4+Pb4+4OH-Pb（OH）4Pb（OH）4 PbO2+4H2OSO42-+2H+H2S
13、O4负极板：负极板：PbSO4 Pb2+SO42-Pb2+2e Pb SO42-+2H+H2SO4充、放电时化学反应总方程式为：充、放电时化学反应总方程式为：2PbSO4 2H2O PbO2 Pb 2H2SO43.3.蓄电池的放电过程蓄电池的放电过程 铅酸蓄电池放电时，铅酸蓄电池放电时，在蓄电池的电位差作用下，在蓄电池的电位差作用下，负极板上的电子经负载进负极板上的电子经负载进入正极板形成电流。同时入正极板形成电流。同时在蓄电池内部进行化学反在蓄电池内部进行化学反应，如图应，如图2-102-10所示。所示。图图2-10 2-10 放电过程放电过程正极板：正极板：Pb4+2ePb2+Pb2+SO
14、42-PbSO4 附在正极板上附在正极板上负极板：负极板：Pb-2ePb2+Pb2+SO42-PbSO附在负极板上附在负极板上 放电时化学反应总方程式为：放电时化学反应总方程式为：PbO2 Pb 2H2SO4 2Pb SO4 2H2O电解液中：电解液中：H+OH-H2O SO4 减少减少 电解液硫酸浓度降低电解液硫酸浓度降低2.2.2 2.2.2 蓄电池的工作特性蓄电池的工作特性1.1.蓄电池工作参数蓄电池工作参数1 1）静止电动势）静止电动势 蓄电池处于静止状态时（不充电也不放电），正、负极板之间的电位差蓄电池处于静止状态时（不充电也不放电），正、负极板之间的电位差（即开路电压）称为静止电动
15、势，通常用（即开路电压）称为静止电动势，通常用E ES S表示。其值取决于电解液的密度和表示。其值取决于电解液的密度和温度。电解液密度为温度。电解液密度为1.051.30 g/cm1.051.30 g/cm3 3时，时，E ES S=0.85+25=0.85+25。2 2）内阻）内阻 电流流过蓄电池时所受到的阻力称为蓄电池的内阻。电流流过蓄电池时所受到的阻力称为蓄电池的内阻。蓄电池的内阻包括以下几部分：蓄电池的内阻包括以下几部分：（1 1）极板内阻。）极板内阻。（2 2）隔板内阻。）隔板内阻。（3 3）电解液内阻。）电解液内阻。3 3）蓄电池的容量）蓄电池的容量 蓄电池的容量标志着蓄电池对外供
16、电的能力，是指蓄电池在完蓄电池的容量标志着蓄电池对外供电的能力，是指蓄电池在完全充足电的条件下，在允许的放电范围内所输出的电量，单位为安全充足电的条件下，在允许的放电范围内所输出的电量，单位为安培小时（培小时（AhAh）。当蓄电池以恒定电流放电时，其容量）。当蓄电池以恒定电流放电时，其容量C C为为C=IC=If fttf f式中，式中，I If f为放电电流（为放电电流（A A）；）；t tf f为放电时间（为放电时间（h h）一般蓄电池容量包含以下类型：一般蓄电池容量包含以下类型：（1 1）理论容量。）理论容量。（2 2）实际容量。）实际容量。（3 3）额定容量。）额定容量。（4 4）储备容量。）储备容量。（5 5）起动容量。）起动容量。4 4）影响蓄电池容量的因素）影响蓄电池容量的因素 （1 1）构造因素。极板厚度越薄，活性物质的利用率就越高，容量就越高；）构造因素。极板厚度越薄，活性物质的利用率就越高，容量就越高；极板面积越大，同时参与反应的物质就越多，容量也越大；同性极板中心距越极板面积越大，同时参与反应的物质就越多，容量也越大；同性极板中心距越小，蓄电池内阻越小，容量就越大
