汽车电器与电子技术

2．铅蓄电池的放电
当铅蓄电池的正、负极板浸入电解液中时，在正、负极 板间就会产生约2.1V的静止电动势，此时若接入负载，在 电动势的作用下，电流就会从蓄电池的正极经外电路流向 蓄电池的负极，这一过程称为放电，蓄电池的放电过程是 化学能转变为电能的过程。
3．铅蓄电池的充电
充电时，蓄电池的正、负极分别与直流电源的正、负极
（5)内阻小、起动性能好。
任务二 蓄电池的工作原理及特性
一、蓄电池的工作原理
蓄电池是由浸渍在电解液中的正极板(二氧化铅Pb02)和 负极板(海绵状纯铅Pb)组成的，电解液是硫酸(H2S04)的水 溶液。当蓄电池和负载接通放电时，正极板上的Pb02 和 负极板上的Pb都变成PbS04，电解液中的H2S04减少，相 对密度下降。
隔板插放在正、负极板之间，以防止正、负极板 互相接触造成短路。
3．壳体
蓄电池的壳体是用来盛放电解液和极板组的，应 由耐酸、耐热、耐震、绝缘性好并且有一定力学性 能的材料制成。
4．电解液
电解液在电能和化学能的转换过程即充源自和放电 的电化学反应中起离子间的导电作用并参与化学反 应。它由密度为1.84g／ml的纯硫酸和蒸馏水按一 定比例配制而成，而其密度一般为1.24～1.30g／ ml。
（1)使用中不需加注蒸馏水或很少加注蒸馏水。
（2)自行放电少，容量保持时间长。 免维护蓄电 池可以在较长时间(一般为2年以上)湿式储存。
（3)使用寿命长。免维护蓄电池的使用寿命一般都 在4年左右，为普通蓄电池使用寿命2～3倍。
（4)接线极柱腐蚀小。 免维护蓄电池由于设计有 新型安全的通气装置，不但能保存单体电池中的酸气， 并能预防火花或火焰引起的爆炸，还能保持其顶部干燥， 因而减少了接线极柱的腐蚀。
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项目一 蓄电池
• 学习目标
–1．了解蓄电池的构造与型号； –2．了解蓄电池的工作原理及特性； –3．了解蓄电池的容量概念及影响因素； –4．掌握蓄电池的充电种类和方法； –5．掌握蓄电池的基本维护与检查方法。
任务一 铅蓄电池的构造与型号
一、蓄电池的功用
（1）起动发动机时，蓄电池向起动系和点火系供电。 （2）当发动机低速运转，发电机电压低于蓄电池的充 电电压时，由蓄电池向用电设备供电。 （3）当发动机中、高速运转，发电机电压高于蓄电池 的充电电压时，蓄电池将发电机的剩余电能储存起来。 （4）当发电机过载时，蓄电池协助发电机向用电设备 供电。 （5）蓄电池还可以吸收电路中的瞬时过电压，保持汽 车电器系统电压的稳定，保护电子元件。
图1—7 免维护蓄电池结构 1—内装小型密度计 2—排烟孔 3—液-气隔板 4—连条 5—活性物质 6—栅架
7—隔板 8—极柱 9—模压代号 10—壳体 11—下滑面
除了上述在极板栅架材料和制造方面的特点外，免维护 蓄电池还有以下结构特点：
（1)隔板采用袋式微孔聚氯乙烯隔板将正极板包住。
（2)通气孔采用新型安全的通气装置和气体收集器。
5．串接方式
蓄电池一般都由3个或6个单体电池串联而成，额定电压 分别为6V或12V。单体电池的串接方式一般有传统外露式 、穿壁式和跨越式三种方式，如图1—6所示。
图1—6 蓄电池单体串接方式 a) 传统外露式铅连接条连接 b) 穿壁式连接 c) 跨越式连接
三、免维护蓄电池的特点
1.结构特点 图1—7所示为免维护蓄电池结构。与普通铅蓄电池相比 ，免维护蓄电池主要是在极板栅架的材料上做了重大的改 进，其自行放电少，耐过充能力强，出气量和耗水量也非 常小。
（3)单体电池间的连接采用穿壁式贯通连接。
（4)对于无加液孔的全密封型免维护蓄电池，由于不能 采用传统的密度计来测量电解液相对密度以判断其技术状 况，为此，在这种免维护蓄电池顶上一般常装有一只小型 密度计。
2.免维护蓄电池的使用特点
免维护蓄电池由于在极板材料和结构上做了很大 改进，因而，与普通蓄电池相比有如下一些优点：
充电时按相反的方向变化，正负极板上的PbS04分别恢 复成原来的Pb02和Pb，电解液中的硫酸增加，相对密度变 大。如略去中间的化学反应过程，可用下式表示：
Pb02+Pb十2H2S04=2PbS04+2H20
1．电势的建立
当极板浸入电解液时，在负极板处，金属铅受到两方面 的作用，一方面它有溶解于电解液的倾向，因而有少量铅 进入溶液，生成Pb2+，在极板上留下两个电子2e，使极板 带负电；另一方面，由于正、负电荷的吸引，Pb2+有沉附 于极板表面的倾向。当两者达到平衡时，溶解便停止，此 时极板具有负电位，约为-0.1V。
图1—3 极板
栅架的作用是固结活性物质。栅架一般由铅锑合
金铸成，具有良好的导电性、耐蚀性和一定的机械 强度。栅架的结构如图1—4a)所示。为了降低蓄电 池的内阻，改善蓄电池的起动性能，有些铅蓄电池 采用了放射形栅架，图1—4b)所示为桑塔纳轿车蓄 电池放射形栅架的结构。
a)
b)
图1—4 栅架
2．隔板
图1—1 电源电路
二、铅蓄电池的构造
铅蓄电池主要由极板、隔板、壳体、电解液、铅连接 条、极柱等部分组成。如图1-2所示。
图1—2 铅蓄电池的构造 1－负极柱2－加液孔盖3－正极柱 4－穿壁连接5－汇流条6－外壳 7－负极板 8－隔板9－正极板
1．极板 极板是蓄电池的核心部分，分正极板和负极 板两种，均由栅架和填充在其上的活性物质构 成。如图1—3所示。
相连，当充电电源的端电压高于蓄电池的电动势时，在电 场的作用下，电流从蓄电池的正极流入，负极流出，这一 过程称为充电。蓄电池充电过程是电能转换为化学能的过 程。
充电时，正、负极板上的PbSO4还原成PbO2和Pb，电解 液中的H2SO4增多，密度上升。当充电接近终了时， PbSO4已基本还原成PbO2和Pb，这时，过剩的充电电流将 电解水，使正极板附近产生O2从电解液中逸出，负极板 附近产生H2从电解液中逸出，电解液液面高度降低。因 此，铅蓄电池需要定期补充蒸馏水。
二、蓄电池的工作特性
1. 静止电动势 铅蓄电池的静止电动势是指蓄电池在静止状态(不充电 也不放电)下正负极板之间的电位差(即开路电压) ，可由 下述经验公式计算其近似值：