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1、汽车电气设备,第二章 蓄电池,第一节 蓄电池的结构与型号,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）,2.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。,1、汽车蓄电池的作用 （1）起动发动机时供给起动机摇转发动机所需的大量电流。 （2）当发电机发出的电压低于蓄电池电压时或发电机不工作时，供给全车电器所需的电流。,二、汽车蓄电池的作用与基本要求,（3）当汽车上电器的用电量超过发电机的输出量时，帮助发电机提供电器所需的电流。 （4）平衡汽车电
2、系的电压，不使电压过高或过低。,2、汽车蓄电池的基本要求 （1）能向用电设备提供所需的大量电流。汽油发动机汽车一般需要200-600A，柴油发动机汽车一般需要500-1000A。 （2）能在短时间（5-10s）内连续向起动机提供大电流。 （3）要有尽可能小的内阻。,二、汽车蓄电池的作用与基本要求,三、蓄电池的结构,图2-4 蓄电池装在发动机舱内,图2-5 奥迪A4轿车蓄电池装在行李箱内备胎下面,蓄电池都是用特制的金属框架和防振垫固定的（图2-6）。,图2-6 蓄电池的固定方式,图 蓄电池的固定方式,1.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
3、,2、蓄电池的结构,（1）普通蓄电池结构 极板、隔板、电解液、外壳,1）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,极板的构造,极板组的构造,2）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,3）
4、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。,3）电解液 蓄电池中的电解液，俗称电水，是稀硫酸；电解液必须保持高出极板1012mm，高度不足时，添加蒸馏水至外壳标示的最高线；配制电解液必须穿戴防护器具，将稀硫酸慢慢倒入水中，且均匀搅拌。绝不可将水倒入硫酸中，否则硫酸会飞溅伤人。,材料：硬橡胶、塑料两种。 外壳上有链条和加液孔。 蓄电池壳体以硬橡胶或塑胶模制成，有的采用黑色，也有使用透明塑胶制成，可以观察蓄电池内部情形后再定。壳体为整体式结构，壳体内部由六个互不相通的单体组成，底部有突起的肋条以安置
5、极板组。,4）壳体：,联条：串联各单格电池 ， 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。,5）附件：,整体式盖板的构造,加水通气盖的构造,接线柱(极桩),铅酸蓄电池首尾两极板组的横板上焊有接线柱（terminal post，亦称极桩。），接线柱有圆锥形、L形和侧孔形三种，如图2-16所示。,侧孔形 圆锥形 L形,图2-16 铅酸蓄电池接线柱外形,如图2-17所示，正接线柱连接去起动机和电流表的电线，负接线柱连接
6、去车身或车架的搭铁电线。,图2-17 大众速腾轿车蓄电池接线柱（极桩）,为了便于区分，正接线柱附近标有“”或“P”记号（图2-18），负接线柱附近标有“”或“N”记号（图2-19），有些蓄电池正接线柱上涂有红色油漆。,图2-18 正接线柱旁边标有“”记号,图2-19 负接线柱附近标有“”记号,联条,联条（cell connector）的作用是将单格蓄电池串联起来，提高整个蓄电池的端电压。联条一般由铅锑合金铸造而成，硬橡胶外壳蓄电池的联条位于电池上方，塑料外壳蓄电池则采用穿墙式联条，如图2-20所示。,（a）外露式联条连接 （b）内部穿墙式连接 （c）跨越式连接,图2-20 单格电池的连接方式,
7、单体电池的串联方式,（2）干荷电蓄电池： 在干燥、保存期内使用，加入适当密度的电解质。静置30min，调整电解液密度、高度，可使用，不必初充电。 便于运输保管、且不须初充电。 当储存超过保存期时，因部分极板已氧化，使用前应充电5-10H才可使用。,目前，干荷电式蓄电池均采用穿墙跨接式联条、整体塑料容器结构（图2-32），现已大批量生产，基本上取代了传统的铅酸蓄电池。,图2-32 干荷电式蓄电池 1下固定槽；2接线柱；3加液螺塞；4壳体；5极板组,（3）免维护蓄电池： 结构特点 超细玻璃纤维材料与袋状正极隔板 设有收集水蒸气和硫酸蒸气的集气室，减少蒸发；装有催化剂钯，可使电解的氢气与氧气合成为水
8、。 栅架 改进合金材料减少自放电、电解现象并减小内阻 带密度计，不同颜色判断电池存电量：绿色，深绿色，浅黄色。,干荷电式蓄电池,普通铅酸蓄电池负极板在储运过程中，活性物质微粒表面易被氧化，这样新电池灌入电解液就会损耗一部分能量。为把这部分物质还原，需进行比较烦琐的初充电。,干荷电式起动型铅酸蓄电池负极板的活性物质在铅中配有一定比例的抗氧化剂，如松香、羊毛脂和脂肪酸等。经深化处理后，使活性物质形成较深层的海绵状结构，再经防氧化浸渍处理，极板表面附着了一层较薄的保护膜，提高了抗氧化性能，最后还经惰性气体或真空干燥处理。,经过这样的处理，能使负极板上的海绵状纯铅在空气中长期干存而不氧化，在化成中获得
9、的大量“负电荷”不至于消失，达到了负极板在干燥状态下长期保存电荷的目的（一般为12年）。,目前，干荷电式蓄电池均采用穿墙跨接式联条、整体塑料容器结构（图2-32），现已大批量生产，基本上取代了传统的铅酸蓄电池。,图2-32 干荷电式蓄电池 1下固定槽；2接线柱；3加液螺塞；4壳体；5极板组,初次使用干荷电式蓄电池时，需将蓄电池加液盖旋开，疏通通气孔（有的采用蜡封口，有些采用封条贴封），加入标准的电解液到规定高度，记下密度和温度，将蓄电池静放20 min，然后再测量电解液温度和密度，如温度上升不到6，密度下降不到0.01gcm3，蓄电池即可使用。,若超过以上规定差值，应按照正常充电率对蓄电池充电
10、。干荷电式蓄电池除不必长时间初充电外，其使用与维护要求和普通铅酸蓄电池完全一致。,在下列情况下，应对干荷电式蓄电池补充充电，并达到充足电状态。 （1）电解液注入后，超过48h不使用者。 （2）蓄电池干态储存超过一年有效期者。,免维护蓄电池,免维护蓄电池（Maintenance-Free Battery，MF Battery）在许多方面与普通铅酸蓄电池不同，其最大特点除几个非常小的通气孔外，其余部分全部密封，除需要保持表面清洁外，不需做其他维护工作。,图2-33 免维护蓄电池 1下固定槽； 2铅钙栅架； 3袋式（信封式）隔板； 4活性物质； 5穿墙联条； 6消焰排气阀； 7内装式密度计； 8冷锻
11、式接线柱； 9壳体,免维护蓄电池栅架去除了锑的成分，这就避免了普通铅酸蓄电池的许多常发生的故障，如自行放电、过量充电、水分消耗过快和热破坏等。,热破坏是指蓄电池工作温度过高时所出现的或者是当充电系统调节失效加之电解液温度升高所造成的栅架腐蚀、活性物质脱落等现象，过量充电是普通铅酸蓄电池冒气泡的主要原因。,免维护铅酸蓄电池栅架材料使用了铅钙合金，这种结构能使蓄电池在充电末期达到更高的电动势，且使过充电时的水分消耗减少80以上。,免维护蓄电池内部常配有内装式电解液密度计。密度计指示器以不同颜色显示蓄电池的存电情况及液面高度。,免维护蓄电池在设计上还有以下一些特点，高强度低阻值薄型（1.11.5 m
12、m）栅架、密封的外壳、穿墙式联条、平底结构的大储液室、袋式隔板。这种蓄电池比普通蓄电池体积要小，质量也轻。,免维护蓄电池通气孔采用新型安全通气装置，可避免蓄电池内的酸气与外部的火花直接接触，以防爆炸。通气塞中还装入催化剂钯，可帮助排出的氢氧离子结合生成水再回到电池中去。这种通气装置还可以使蓄电池顶部和接线柱保持清洁，减少接线柱的腐蚀，保证接线牢固可靠。,免维护型蓄电池因具有下列优点，得到广泛使用。,（1）使用中无需添加蒸馏水。 （2）接线柱不会腐蚀。 （3）自放电少，寿命长，使用时一般不需补充充电（3.54年，短途车可行驶8000km，长途车可行驶4000048000 km）。 （4）比传统铅
13、酸蓄电池具有更大的起动功率等。,螺旋状极板胶体型免维护蓄电池,螺旋状极板的胶体型免维护蓄电池结构具有下列特点：,（1）蓄电池极板及隔板呈螺旋紧密捆绑状，使得同样容积极板反应面积增大（比普通蓄电池几乎大一倍），低温起动电流更高，起动性能更好。,图2-34 胶体型免维护蓄电池 1胶体电解液；2壳体；3联条；4通气塞；5接线柱；6极板；7隔板,（2）胶体状电解液粘附于极薄的纤维隔板网材料上，40低温也不会结冰，高温65时不会漏液、漏气。可以以任何角度固定电池。,（3）自放电极少。它可在不使用状态下至少放置10个月以上，放置250天后仍能保持50以上的容量。,（4）过充电性能好。能在1h内以100A的大充电电流应急充足。,螺旋状极板的胶体型免维护蓄电池,宝马车用蓄电池新技术,AGM免维护蓄电池,在宝马车（E46/E60等）上，现在配装铅-钙合金栅架AGM免维护蓄电池（Absorbed Glass Mat，即采用可吸收玻璃纤维网袋式隔板的免维护蓄电池），安装在行李箱右侧。,图2-35 AGM免维护蓄电池及其安装位置 1-连接起动机的大线；2-导线（连接智能蓄电池传感器IBS）；3-正极导线（给发动机和变速器电控系统供电）；4-B+导线（连接智能蓄电池传感器IBS电子装置）；5- B+导线（连接辅助加热器）；6- B+导线（连接电器接线盒）；7-蓄电池负极线（接地搭铁）,
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