汽车电气系统第章蓄电池.ppt
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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
2、二节 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
3、, 材料为铅。 加液孔盖: ( 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+ -0.1
4、V 两极板之间的 电动势为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-H2O SO4 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
5、到终止电压; (2)电解液密度下降到最小许可值。,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 105 6Q A105 6Q B105 6Q W105 G 6Q A105S 6Q 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
6、容量及其影响因素,一、 蓄电池的容量,1、额定容量 蓄电池的额定容量用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
7、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 。C 25 。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
8、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),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
9、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
10、,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
11、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 + ICRn,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
12、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
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