蓄電池結(jié)構(gòu)、工作原理[1]ppt課件.ppt

對汽車維修的學(xué)習(xí) 大家要以輕松的心態(tài) 聚精會神 精神飽滿地投入 第一章蓄電池 1 了解蓄電池的作用與分類 掌握鉛蓄電池的構(gòu)造與型號 了解蓄電池原理 容量及影響因素 了解鉛蓄電池的常見故障及排除 掌握鉛蓄電池正確維護(hù)與檢測方法 第一節(jié)鉛蓄電池的構(gòu)造與型號 學(xué)習(xí)目標(biāo) 2 蓄電池作用1 起動發(fā)動機(jī)時 向起動系和點火系供電 2 當(dāng)發(fā)動機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn) 向用電設(shè)備供電 3 當(dāng)發(fā)動機(jī)中 高速運(yùn)轉(zhuǎn) 將發(fā)電機(jī)的剩余電能儲存起來 4 當(dāng)發(fā)電機(jī)過載時 協(xié)助發(fā)電機(jī)向用電設(shè)備供電 5 蓄電池還吸收電路中的瞬時過電壓 保持汽車電器系統(tǒng)電壓的穩(wěn)定 保護(hù)電子元件 蓄電池作用 3 蓄電池是一種化學(xué)電源 將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?屬于可逆直流電源 靠內(nèi)部化學(xué)反應(yīng)儲存電能或向用電設(shè)備供電 汽車上使用蓄電池目的為了滿足起動發(fā)動機(jī)需要 所以通常稱為起動型蓄電池 目前燃油汽車上使用蓄電池根據(jù)電解液主要有兩大類 鉛酸蓄電池 以下簡稱鉛蓄電池 和鎳堿蓄電池 蓄電池分類 4 幾種蓄電池比較 5 用于汽車上的蓄電池 必須滿足發(fā)動機(jī)需要 即在1 5s內(nèi)的短時間內(nèi) 提供汽車起動發(fā)動機(jī)足夠大的電流 汽油機(jī)起動電流為200 600A 柴油機(jī)達(dá)1000A 汽油機(jī)電源12V 柴油機(jī)電源24V 6 1 極板2 隔板3 電解液4 外殼5 鉛連接條6 極柱 鉛蓄電池構(gòu)造 7 鉛蓄電池一般由3個或6個單格電池串聯(lián)而成 每個單格電池標(biāo)稱電壓為2V 3格串聯(lián)為6V 結(jié)構(gòu)如圖所示 鉛蓄電池構(gòu)造 8 9 1 極板極板是蓄電池的核心部分 蓄電池充 放電的化學(xué)反應(yīng)主要是依靠極板上的活性物質(zhì)與電解液進(jìn)行的 極板分正極板和負(fù)極板 由柵架和活性物質(zhì)組成 鉛蓄電池構(gòu)造 10 柵架的作用固結(jié)活性物質(zhì) 柵架一般由鉛銻合金鑄成 具有良好導(dǎo)電性 耐蝕性和一定機(jī)械強(qiáng)度 鉛占94 銻占6 加入銻是為了改善力學(xué)強(qiáng)度和澆鑄性能 為了增加耐腐蝕性 加入0 1 0 2 的砷 提高硬度與機(jī)械強(qiáng)度 增強(qiáng)抗變形能力 延長蓄電池使用壽命 11 鉛蓄電池構(gòu)造 正極板上活性物質(zhì)是二氧化鉛 PbO2 呈棕紅色 負(fù)極板上活性物質(zhì)海綿狀純鉛 Pb 呈青灰色 將正 負(fù)極板各一片浸入電解液中 可獲得2V左右的電動勢 為了增大蓄電池的容量 常將多片正 負(fù)極板分別并聯(lián) 組成正 負(fù)極板組 在每個單格電池中 正極板的片數(shù)要比負(fù)極板少一片 每片正極板都處于兩片負(fù)極板之間 可以使正極板兩側(cè)放電均勻 避免因放電不均勻造成極板拱曲 3格電池 總極板數(shù)45 算出正負(fù)極板數(shù) 12 國產(chǎn)蓄電池正極板2 2mm 負(fù)極板1 8mm 國外大多采用薄型極板 13 2 隔板隔板插放在正 負(fù)極板之間 防止正 負(fù)極板互相接觸造成短路 隔板耐酸 具有多孔性 以利于電解液的滲透 常用的隔板材料有木質(zhì) 微孔橡膠和微孔塑料等 微孔塑料隔板孔徑小 孔率高 成本低 因此被廣泛采用 鉛蓄電池構(gòu)造 14 3 電解液電解液在蓄電池的化學(xué)反應(yīng)中 起到離子間導(dǎo)電的作用 并參與蓄電池的化學(xué)反應(yīng) 電解液由純硫酸 H2SO4 與蒸餾水按一定比例配制而成 其密度一般為1 24 1 31g cm3 電解液的純度對蓄電池的電氣性能和使用壽命有重要影響 一般工業(yè)用硫酸和普通水中 含有鐵 銅等有害雜質(zhì) 絕對不能加入到蓄電池中 否則自行放電 損壞極板 15 4 殼體殼體用于盛放電解液和極板組 應(yīng)該耐酸 耐熱 耐震 殼體多采用硬橡膠或聚丙烯塑料制成 為整體式結(jié)構(gòu) 底部有凸起的肋條以擱置極板組 殼內(nèi)由間壁分成3個或6個互不相通的單格 各單格之間用鉛質(zhì)聯(lián)條串聯(lián)起來 16 5 單體電池的串接方式 蓄電池一般都由3個或6個單體電池串聯(lián)而成 額定電壓分別為6V或12V 單體電池的串接方式一般有傳統(tǒng)外露式 穿壁式和跨越式三種方式 如圖所示 17 型號JB2599 85 鉛蓄電池產(chǎn)品型號編制方法 串聯(lián)單格數(shù) 電池類型和特征 額定容量 特殊性能如 6 QA 60S 6個單格 特征 常見電池產(chǎn)品特征代號 G 高起動率S 塑料殼D 低溫起動 額定容量為60A h 漢語拼音qidong 起動 的縮寫 表示起動蓄電池 以區(qū)別于拖動蓄電池 蓄電池規(guī)格型號 18 蓄電池的作用是什么 蓄電池的組成有哪些 各有什么作用 復(fù)習(xí)思考題 19 第2講 汽車電器備課講義 20 第二節(jié)蓄電池的工作原理及特性 教學(xué)目的要求 掌握蓄電池工作原理主要教學(xué)內(nèi)容 1 蓄電池工作原理2 蓄電池工作特性教學(xué)重點 難點 工作原理 21 PbO2 正極板 Pb 負(fù)極板 2H2SO4 電解液 2PbSO4 正 正極板 2H2O 電解液 放電 充電 蓄電池工作原理 22 1 鉛蓄電池的放電當(dāng)鉛蓄電池的正 負(fù)極板浸入電解液中時 在正 負(fù)極板間就會產(chǎn)生約2 1V的靜止電動勢 此時若接入負(fù)載 在電動勢的作用下 電流就會從蓄電池的正極經(jīng)外電路流向蓄電池的負(fù)極 這一過程稱為放電 蓄電池的放電過程是化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿倪^程 放電時 正極板上的PbO2和負(fù)極板上的Pb 都與電解液中的H2SO4反應(yīng)生成硫酸鉛 PbSO4 沉附在正 負(fù)極板上 電解液中H2SO4不斷減少 密度下降 蓄電池工作原理 23 理論上 放電過程可以進(jìn)行到極板上的活性物質(zhì)被耗盡為止 但由于生成的PbSO4沉附于極板表面 阻礙電解液向活性物質(zhì)內(nèi)層滲透 使得內(nèi)層活性物質(zhì)因缺少電解液而不能參加反應(yīng) 因此在使用中被稱為放完電蓄電池的活性物質(zhì)利用率只有20 30 因此 采用薄型極板 增加極板的多孔性 可以提高活性物質(zhì)的利用率 增大蓄電池的容量 24 1 單格電池電壓降到放電終止電壓 2 電解液密度降到最小許可值 放電終止電壓與放電電流的大小有關(guān) 放電電流越大 允許的放電時間就越短 放電終止電壓也越低 如下所示 蓄電池放電終了特征 C20 蓄電池的額定容量 25 2 鉛蓄電池的充電充電時 蓄電池的正 負(fù)極分別與直流電源的正 負(fù)極相連 當(dāng)充電電源的端電壓高于蓄電池的電動勢時 在電場的作用下 電流從蓄電池的正極流入 負(fù)極流出 這一過程稱為充電 蓄電池充電過程是電能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能的過程 充電時 正 負(fù)極板上的PbSO4還原成PbO2和Pb 電解液中的H2SO4增多 密度上升 26 當(dāng)充電接近終了時 PbSO4已基本還原成PbO2和Pb 這時 過剩的充電電流將電解水 使正極板附近產(chǎn)生O2從電解液中逸出 負(fù)極板附近產(chǎn)生H2從電解液中逸出 電解液液面高度降低 因此 鉛蓄電池需要定期補(bǔ)充蒸餾水 蓄電池充足電的標(biāo)志是 1 電解液中有大量氣泡冒出 呈沸騰狀態(tài) 2 電解液的密度和蓄電池的端電壓上升到規(guī)定值 且在2 3h內(nèi)保持不變 鉛蓄電池的充電 27 第三節(jié)蓄電池的容量及影響因素 教學(xué)目的要求 掌握蓄電池容量主要教學(xué)內(nèi)容 1 蓄電池容量2 影響蓄電池容量因素教學(xué)重點 難點 影響因素 28 蓄電池容量 蓄電池容量 在允許的放電范圍內(nèi)所輸出的電量 蓄電池容量C等于放電電流If與放電時間tf乘積C If tf 蓄電池的容量與放電電流 放電持續(xù)時間及電解液溫度有關(guān) 29 1 額定容量額定容量 指完全充電的蓄電池 在電解液溫度為25 5攝氏度 密度為1 28 0 01g ml時 以20h放電率的放電流連續(xù)放電到12V蓄電池端電壓降到10 50 0 05V 6V蓄電池端電壓降到5 25 0 02V時所輸出的電量 用C20表示 單位是A h 30 2 儲備容量蓄電池的額定儲備容量 指完全充足電的蓄電池 在電解液溫度為25 2攝氏度時 以25A電流放電至12V蓄電池端電壓達(dá)10 50V 0 05V 6V蓄電池端電壓達(dá)5 25V 0 02V時 放電所持續(xù)的時間 用Cr n表示 單位為min 31 影響蓄電池容量因素 1 結(jié)構(gòu)因素1極板表面積大2極板片數(shù)多參加反應(yīng)活性物質(zhì)越多 容量越大 3極板越薄 活性物質(zhì)的多孔性越好 則電解液向極板內(nèi)部的滲透越容易 活性物質(zhì)利用率就越高 輸出容量也就越大 2 使用因素 1 放電電流 2 電解液溫度 見后圖 3 電解液密度 32 放電電流