汽車電器蓄電池

1、汽車電器蓄電池第1頁，共119頁，2022年，5月20日，9點26分，星期四概述一、電器設備的功用1、起動發(fā)動機2、汽油機的點火3、車輛的照明信號4、汽車的電子控制與調節(jié)第2頁，共119頁，2022年，5月20日，9點26分，星期四（1） ccs車速自控巡航系統(tǒng)（Cruise Control System）（2）ABS電子防抱制動系統(tǒng)（3）GPS自動定位系統(tǒng)第3頁，共119頁，2022年，5月20日，9點26分，星期四（4）主動和半主動懸架系統(tǒng)。（5）電子點火系統(tǒng)。（6）EFI、ECI電子控制汽油噴射系統(tǒng)。（7）汽車空調系統(tǒng)。第4頁，共119頁，2022年，5月20日，9點26分，星期四（8）

2、汽車電話、聲、像系統(tǒng)（9）防盜系統(tǒng)（10）中央門鎖系統(tǒng)（11）安全氣囊系統(tǒng)第5頁，共119頁，2022年，5月20日，9點26分，星期四二、電器設備的組成（一）電源1、蓄電池（化學電源）電能-化學能儲存、電能、放電。第6頁，共119頁，2022年，5月20日，9點26分，星期四2、發(fā)電機（機械電源）機械能-電能（交流電）、整流、直流電。 兩電源并聯(lián)使用，加調節(jié)器。第7頁，共119頁，2022年，5月20日，9點26分，星期四（二）用電設備1、起動機： 直流電動機 直流電機械能、起動發(fā)動機。第8頁，共119頁，2022年，5月20日，9點26分，星期四2、點火系統(tǒng)： 傳統(tǒng)點火系、電子點火系。3、

3、照明燈、信號燈。第9頁，共119頁，2022年，5月20日，9點26分，星期四4、儀表（1）電流表：充電指示燈、電子顯示系統(tǒng)（2）水溫表：冷卻溫度指示燈（報警燈）、電子儀表板。第10頁，共119頁，2022年，5月20日，9點26分，星期四（3）機油壓力表：機油壓力（報警燈）、車速里程表。（4）氣壓表：制動管路失效（報警燈）、發(fā)動機轉速。第11頁，共119頁，2022年，5月20日，9點26分，星期四（5）燃油表：油位報警燈、水位、油量。（6）車速里程表：平均油耗。第12頁，共119頁，2022年，5月20日，9點26分，星期四5、輔助裝置（1）電動刮水器（自動刮水器）（2）除霜設備、洗滌器。

4、（3）電動汽油泵。第13頁，共119頁，2022年，5月20日，9點26分，星期四（4）柴油機起動預熱裝置（5）電動車窗、中央門鎖。6、汽車的電子控制與調節(jié)（與前相同）第14頁，共119頁，2022年，5月20日，9點26分，星期四三、特點 1、低電壓：12V（汽油機）、24V（柴油機），國際發(fā)展趨勢還會逐步有42V。 2、直流電：凡是電力起動的，都采用直流電。第15頁，共119頁，2022年，5月20日，9點26分，星期四3、并聯(lián)：多數(shù)與電源并聯(lián)（電壓不變）4、單線制：利用機體導電。第16頁，共119頁，2022年，5月20日，9點26分，星期四第一章 鉛蓄電池思考題1、蓄電池充放電特性？2

5、、蓄電池充放電方法？3、蓄電池容量的影響因素？1-1 鉛蓄電池的功用構造一、功用第17頁，共119頁，2022年，5月20日，9點26分，星期四1、起動發(fā)動機起動機、點火、電池放電。電池電壓發(fā)電機電壓2、發(fā)動機低速運轉電池放電同上3、用電負載太大時協(xié)助發(fā)電機供電、電池放電同上第18頁，共119頁，2022年，5月20日，9點26分，星期四4、發(fā)動機正常運轉，用電負載較小，電池存電不足時，發(fā)電機供電，電池充電。第19頁，共119頁，2022年，5月20日，9點26分，星期四二、構造（一）極板組1、極板=柵架鉛銻合金（68%），增加機械強度+活性物質鉛膏（PbO+H2O+H2SO4_PbSO4+H

6、2O）第20頁，共119頁，2022年，5月20日，9點26分，星期四 柵架涂鉛膏，干燥，加入H2SO4，充電20小時。（正極板、負極板） 正極板PbO2，棕色，2V，正電位。 負極板Pb，灰色，0.1V，負電位。第21頁，共119頁，2022年，5月20日，9點26分，星期四2、極板組（1）正負極板交錯放置在電解液中（單格電池，2.1V。如6個單格，并聯(lián)2.1V，串連12.6V ） 。第22頁，共119頁，2022年，5月20日，9點26分，星期四（2）正極板比負極板少一片。所以：負極板包圍正極板。目的：正極板兩側放電一致，膨脹收縮一致，防止彎曲。第23頁，共119頁，2022年，5月20日

7、，9點26分，星期四（3）正極板厚2.2mm 負極板厚1.8mm國外： 正極板厚1.5mm 負極板厚1.1mm第24頁，共119頁，2022年，5月20日，9點26分，星期四 應當盡量減少極板厚度，使其內部滲入H2SO4，比容量大，起動性能好。 比容量：單位極板面積所能提供的容量。第25頁，共119頁，2022年，5月20日，9點26分，星期四（二）隔板作用：防止正負極板短路。特點：絕緣、耐酸、耐熱、多孔。木質.微孔塑料，微孔橡膠。第26頁，共119頁，2022年，5月20日，9點26分，星期四安裝方法：豎直槽對著正極板。（1）脫落物沿豎槽落入底部。（2）正極板處電解液多，易于流動。第27頁，

8、共119頁，2022年，5月20日，9點26分，星期四（三）殼體 耐熱、酸、絕緣、透明、有一定機械強度（抗震動）硬橡膠：聚丙烯、塑料。1、電池蓋：防塵、防電解液濺出。第28頁，共119頁，2022年，5月20日，9點26分，星期四2、護板：防止異物落入。3、底部突棱：（1）增加支承強度。（2）空隙存放脫落物，以防止堆積造成極板短路。第29頁，共119頁，2022年，5月20日，9點26分，星期四（四）電解液： 純H2SO4（93%）+蒸餾水，比重1.835。 嚴控含鐵量小于0.005，否則，自行放電。第30頁，共119頁，2022年，5月20日，9點26分，星期四電解液比重：取決于溫度條件（1

9、.241.30）（1）熱：易蒸發(fā)水分，所以，比重應小些。（2）冷：易結冰，所以，比重應大些。 但比重太大，極板硫化嚴重。 比重太小，內阻大，水多，冬季結冰。第31頁，共119頁，2022年，5月20日，9點26分，星期四例：6QA90G6：單格數(shù)Q：用途代號，起動用，起動型電池。特點：內阻小，迅速供給起動機大電流200600A（汽油機），1000A（柴油機）第32頁，共119頁，2022年，5月20日，9點26分，星期四A：極板類型代號。其中A干荷電電池極板。H濕荷電電池極板。W免維護極板。（P7表1-1）第33頁，共119頁，2022年，5月20日，9點26分，星期四90：額定容量A、H。G

10、：特殊性能。其中：G高起動功率。D低溫型。第34頁，共119頁，2022年，5月20日，9點26分，星期四 干荷電鉛蓄電池： 極板組在干燥狀態(tài)下，能夠長期保存在制造過程中所得到的電荷。 保存期（2年內）如需使用，加入符合規(guī)定密度的電解液15min后，不需初充電即可使用。第35頁，共119頁，2022年，5月20日，9點26分，星期四負極板Pb極易氧化。所以：在負極板的鉛膏中加入松香、油酸、硬脂等防氧化劑?；蛇^程有深放電循環(huán)，使活性物質深化。第36頁，共119頁，2022年，5月20日，9點26分，星期四 清水沖洗后，放入防氧化劑（硼酸、水楊酸）中浸漬處理。形成保護內膜，干燥（干燥罐中沖入惰性

11、氣體或抽真空）第37頁，共119頁，2022年，5月20日，9點26分，星期四12蓄電池的工作原理一、放電過程（一）極板在電解液中，少量溶解。1、正極PbO2+2H2SO4 Pb4+ （沉附在正極板）+2S04 （離子狀態(tài)） +H2O所以：正極板具有正電位。第38頁，共119頁，2022年，5月20日，9點26分，星期四2、負極Pb-2e(留在負極板上)Pb2+ 所以：負極板具有負電位0.1V。第39頁，共119頁，2022年，5月20日，9點26分，星期四（二）外電路接通、放電 2e從負極-正極，If從正極-負極正極得e，Pb4+ +2ePb2+ Pb2+ + S042Pb SO4負極失e，

12、Pb-2ePb2+ Pb2+ + S042Pb SO4第40頁，共119頁，2022年，5月20日，9點26分，星期四二、充電過程 外加直流電源，Uc使Ic從負極-正極，2e從正極-負極。正極失e，Pb2+-2e Pb4+負極得e，Pb2+2e Pb 第41頁，共119頁，2022年，5月20日，9點26分，星期四結論：1、充放電過程是互逆的化學反應。 放電PbO2+Pb+2H2SO4 2PbSO4+2H2o 充電 第42頁，共119頁，2022年，5月20日，9點26分，星期四 2、放電過程中：硫酸濃度下降，水增加。 充電過程中：硫酸濃度上升，水減少。 正極板附近的硫酸增、減量是負極板的1.

13、67倍。第43頁，共119頁，2022年，5月20日，9點26分，星期四3、放電終了時，只有20-30%的活性物質轉化為PbSO4，堵塞極板，內部70-80%的活性物質，得不到硫酸，無法反應。所以：應提高極板的孔隙度， 減少極板厚度。第44頁，共119頁，2022年，5月20日，9點26分，星期四1-3鉛蓄電池的特性一、靜止電動勢Ej 1、外電路斷開時，蓄電池正負極之間的電位差。（不充電、不放電即：靜止狀態(tài)）第45頁，共119頁，2022年，5月20日，9點26分，星期四Ej=0.84+r25C0.84電動勢常數(shù)r25C電解液在25C時的密度（298K）第46頁，共119頁，2022年，5月2

14、0日，9點26分，星期四r25C=rt+（t-25），（r288k=273+25C ）， 可見，r越大，Ej上升，但不能隨意加大r，硫化、腐蝕、自行放電。第47頁，共119頁，2022年，5月20日，9點26分，星期四rt實測密度。t實測溫度。0.0075，密度溫度系數(shù)第48頁，共119頁，2022年，5月20日，9點26分，星期四2、內阻Ro電解液與溫度有關的密度極板活性物質隔板材料極樁接觸電阻第49頁，共119頁，2022年，5月20日，9點26分，星期四Ro（20C時）=Ue/17.1 c20Ue蓄電池額定電壓。c20蓄電池額定容量。第50頁，共119頁，2022年，5月20日，9點26

15、分，星期四二、放電特性：恒流放電時，蓄電池端電壓Uf，電動勢E和電解液密度r25C，隨時間而變化的規(guī)律。第51頁，共119頁，2022年，5月20日，9點26分，星期四（一） r25C，直線下降所以：H2SO4耗量與H2O生成量與t成正比, r25C每下降0.04，放電約25%。第52頁，共119頁，2022年，5月20日，9點26分，星期四（二）（1）Ej與r15C成正比（2）Ej大于E， 放電過程中，極板孔隙內的電解液密度小于容器內電液密度。第53頁，共119頁，2022年，5月20日，9點26分，星期四（三）UfUf=E-IfRO，所以：Uf小于E。（1）放電開始，下降較快，2.11至2

16、.0。（極板孔隙內H2SO4迅速消耗，r下降迅速）第54頁，共119頁，2022年，5月20日，9點26分，星期四（2）后來均勻緩降，2.0至1.85，（容器內電解液在密度差作用下，滲入極板孔隙，r遞減）第55頁，共119頁，2022年，5月20日，9點26分，星期四（3）放電臨近終了，速降，1.85至1.75。 穿透深度增加 PbSO4,體積大（是PbO2的1.86倍，是Pb的2.68倍） 堵塞極板孔隙，所以，電解液難以滲透，r速降。第56頁，共119頁，2022年，5月20日，9點26分，星期四（4）終止電壓1.7V（ r25C =1.11）停止放電：E上升至Ej （1.95V） 。繼續(xù)放

17、電：產(chǎn)生粗結晶PbSO4，不易還原，損壞極板。第57頁，共119頁，2022年，5月20日，9點26分，星期四（5）放電電流越大，放電時間越短，終止電壓越低。 If =0.1c20，t =10小時， Uf =1.7V If =3c20，t=1/12小時（5分鐘），Uf =1.5V。第58頁，共119頁，2022年，5月20日，9點26分，星期四第59頁，共119頁，2022年，5月20日，9點26分，星期四三、充電特性 恒流充電過程中，Ej，Uc，r25C，隨充電時間而變化的規(guī)律。（一） r25C 直線上升，（在單位時間內生成的H2SO4是相同的）第60頁，共119頁，2022年，5月20日，

18、9點26分，星期四（二）Ej隨r25C而上升，但Ej容器中的濃度。第61頁，共119頁，2022年，5月20日，9點26分，星期四（三）Uc=E+IcRo，所以：E額定容量的12%，用負荷放電叉檢查時，電壓迅速下降。第80頁，共119頁，2022年，5月20日，9點26分，星期四2、原因：（1）電解液或極板有雜質，形成小電池局部放電。（2）隔板破裂，內部正負極短路。第81頁，共119頁，2022年，5月20日，9點26分，星期四（3）活性物質脫落太多，在底部堆積，使極板短路。（4）電池蓋上存水或電解液極樁短路。（5）長期放置不用，H2SO4下沉，下部密度較大，極板上下部有電位差。第82頁，共1

19、19頁，2022年，5月20日，9點26分，星期四 3、排除方法： 完全放電，使極板雜質進入電解液后倒出，用蒸餾水沖洗極板，再換入電解液充電。第83頁，共119頁，2022年，5月20日，9點26分，星期四（三）活性物質脫落 1、現(xiàn)象：充電時電解液混濁，有褐色物，r不能達到正常值，容量不足。第84頁，共119頁，2022年，5月20日，9點26分，星期四 2、原因：（1）經(jīng)常過度充電（氣泡）： 過度充電，使柵架過分氧化，造成活性物質與柵架松散剝離。壓力或充電電流太大或溫度太高（形成樹狀晶體Pbo2），使活性物質脫落。 第85頁，共119頁，2022年，5月20日，9點26分，星期四（2）經(jīng)常過

20、度放電或放電電流太大。（3）排除方法：脫落量少的清除后再用，量大的更換新極板。第86頁，共119頁，2022年，5月20日，9點26分，星期四 4、極板短路（1）現(xiàn)象：充電時，溫度高、電壓低、密度低，充電末期產(chǎn)生氣泡少或產(chǎn)生氣泡太晚。 用放電叉檢查時，單格電壓速降至零。第87頁，共119頁，2022年，5月20日，9點26分，星期四（2）原因：極板短路A、隔板破裂B、極板拱曲：充放電電流太大，極板上活性物質體積變化不同引起。C、底部沉淀物太多第88頁，共119頁，2022年，5月20日，9點26分，星期四（3）排除方法： 更換隔板或倒出電解液，用蒸餾水沖洗后再充電。第89頁，共119頁，202

21、2年，5月20日，9點26分，星期四二、使用注意事項 1、固定牢固、接觸良好、外表清潔。安裝電池：先接火線，后接搭鐵線。拆下電池：先拆搭鐵線，以防搭鐵。第90頁，共119頁，2022年，5月20日，9點26分，星期四2、經(jīng)常檢查液面高度，高出極板10-15mm。過高：易灑出，腐蝕機體。過低：外露部分氧化。第91頁，共119頁，2022年，5月20日，9點26分，星期四 3、根據(jù)氣溫條件，經(jīng)常檢查調整電液密度，并保持各單格密度一致。 本地冬季-20，可定為1.27。 夏季可定為1.23。第92頁，共119頁，2022年，5月20日，9點26分，星期四 4、嚴禁大電流放電 起動時間0.3e , 應

22、適當降低Uc，待電池E上升后，再將Uc充至規(guī)定值14.8V。第99頁，共119頁，2022年，5月20日，9點26分，星期四優(yōu)點：1、必須與充電電源并聯(lián)。2、tc短，適合于補充充電。第100頁，共119頁，2022年，5月20日，9點26分，星期四缺點：1、不易將電池充足。2、充電初期Ic太大，對極板不利，形成樹枝狀Pb02，易脫落。第101頁，共119頁，2022年，5月20日，9點26分，星期四（三）脈沖快速充電（可縮短tc） 1、充電可接受電流與過充電的問題，關鍵問題是：（1）充電可接受電流。（2）充電極化問題。第102頁，共119頁，2022年，5月20日，9點26分，星期四曲線圖Ic

23、tc第103頁，共119頁，2022年，5月20日，9點26分，星期四曲線表示：（1）充電可接受電流呈指數(shù)規(guī)律下降。（2）在充電的任意時間，只要Ic當時的可接受I就會過充電。所以：縮短充電時間tc的有效方法，是使Ic盡快接近可接受電流。第104頁，共119頁，2022年，5月20日，9點26分，星期四 2、充電極化問題：充電過程中，電池正負極之間的電位差Ej（2.1V），此種現(xiàn)象導致極化。 （1）歐姆極化：Ic流經(jīng)電池內阻Ro，造成電壓降IcRo，停充后，歐姆極化即消失。第105頁，共119頁，2022年，5月20日，9點26分，星期四（2）濃差極化： 極板孔隙內r 孔隙外的r，造成極板電位上

24、升，停充后，內外滲透。極板孔隙內r =孔隙外的r，濃差極化即可消失。第106頁，共119頁，2022年，5月20日，9點26分，星期四（3）電化學極化：充電終了時因為：電解水H+的聚集，產(chǎn)生附加電位差。所以：充電終了時的Ic越大，電化學極化越嚴重，產(chǎn)生附加電位差=0.33V。第107頁，共119頁，2022年，5月20日，9點26分，星期四3、脈沖快速充電（1）因為：充電初期可接受電流很大。所以：20定流充電，使電池在短時間之內達到容量的60%。第108頁，共119頁，2022年，5月20日，9點26分，星期四（2）當Uc單格=2.4V，并冒氣泡時，再通過脈沖充電法消除極化。 A、先停25ms，使歐姆極化消失，濃差極化也因擴散作用而部分消失。第109頁，共119頁，2022年，5月20日，9點26分，星期四B、反向充電 脈寬1501000s，反向充電電流=正向電流的1.5-3倍。消除電化學極化的電荷積累和極板孔隙中形成的氣體，并進一步消除濃差極化。第110頁，共119頁，2022年，5月20日，9點26分，星期四C、再停充25ms