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汽车电力的源泉——蓄电池结构与工作原理解析

 雨霖铃5smp6zqs 2017-09-06

电瓶的概念及作用

什么是电瓶

蓄电池(俗称“电瓶”)是一种将化学能转换成电能的装置,是可逆的低压直流电源。为了不让大家产生歧义,以下都称为蓄电池。

蓄电池有什么作用?

1、在发动机起动时,向起动机、点火系统等主要用电设备供电。

2、在发动机不运行或低速运行时,蓄电池向各种用电设备供电。

3、当用电设备过多、用电量超过发电机的供电能力时,蓄电池协助发电机向各种用电设备供电。

4、稳定电压的作用。蓄电池相当于一个大电容,可以吸收电路中瞬间的过电压,以保护用电设备。

蓄电池的分类与型号

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蓄电池的分类

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蓄电池的规格型号

蓄电池的构造

汽车常用的蓄电池为铅酸蓄电池,12V的蓄电池由6个单格蓄电池串联而成,每个单格蓄电池的标称电压为2V,充满电时为2.1V。

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极板与极板组

蓄电池的极板分为正极板和负极板,它们都以铅—锑合金浇铸成的栅架为骨架,在栅架上填充活性物质制成极板。

目前,蓄电池采用的栅架有二种,一种为普通型,另一种为放射型。其中放射型栅架具有输出电流大、内阻小的特点,在新型蓄电池中采用。

为了增大蓄电池的容量,每个单格蓄电池都由多个正、负极板组成极板组。每个正极板都处于两片负极板之间,使正极板两侧充、放电均匀。

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隔板

正、负极板之间装有绝缘隔板,以防止极板之间短路。 隔板应具有多孔性,以便电解液的自由渗透。隔板采用耐酸性和抗碱性的木质、微孔橡胶、微孔塑料及浸树脂纸质材料制成。

近年来,还将微孔塑料隔板做成袋状,紧包在正极板的外部,防止活性物质的脱落。

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电解液

电解液是由化学纯的硫酸(H2SO4)和蒸馏水(H2O)按一定比例配制而成的硫酸水溶液(密度为1.24~1.31克/立方厘米)。

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壳体

蓄电池的工作原理

蓄电池是一个化学电源,其充电与放电过程是一种可逆的化学反应。

蓄电池的工作特性

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蓄电池的内阻

蓄电池的内阻由极板电阻、电解液电阻、隔板电阻及联条电阻等四部分组成。

极板电阻一般很小,但随着放电的进行,正负极板上的PbSO4增多,极板电阻增大。

电解液电阻与密度和温度有关,密度过高或过低,电阻增大;温度低,粘度大,电阻大。

隔板电阻和联条电阻与材料、联条形式有关,对一个制造好的蓄电池来说是一个定值。

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蓄电池的放电特性

放电特性是将充足电的蓄电池,在以20h放电率的电流连续放电过程中,端电压U、电动势E和电解液密度γ随放电时间的变化规律。

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蓄电池的充电特性

充电特性是指在恒电流充电过程中,蓄电池的端电压U、电动势E和电解液密度γ随时间变化的规律。

我们可以根据蓄电池的开路端电压的大小,来判断其充电情况:

免维护蓄电池

免维护蓄电池也是铅酸蓄电池,在使用过程中不需添加蒸馏水,正极端子的腐蚀小,自行放电少,且不需要补充充电。因此,免维护蓄电池在轿车上得到广泛应用,并将逐渐取代现有的普通铅酸蓄电池。

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免维护蓄电池的结构特点

1、极板栅架采用铅—钙合金或低梯合金的栅架,减少了自行放电和水份的消耗。

2、隔板采用袋状隔板,以保护正极板的活性物质不脱落,避免极板之间的短路,延长了使用寿命。

3、采用安全通气孔,在通气室中设置了氧化铝过滤器和钯催化剂,阻止内部硫酸蒸气的排出,减少了腐蚀作用,并使化学反应中产生的氢离子和氧离子再结合,生成水返回电解液中,从而减少了水份的消耗。

4、单格电池之间的连接采用穿壁式连接,缩短了连接电路的长度,减少了内阻,从而减少了能量损耗和改善起动性能。

5、有些免维护蓄电池装有电量指示器(也称充电指示器),能指示蓄电池的电量或充电程度。 指示器显示绿色、黑色、无色或浅黄色等。

蓄电池的维护与使用

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蓄电池的维护

1、经常擦拭蓄电池表面,保持清洁,以防极间短路。

2、检查电极端子的连接情况,去掉氧化层,夹紧线夹。

3、检查液面高度,以防极板硫化。

4、根据季节变化及时调节电解液密度。

5、加液盖必须拧紧,以防电解液溢出;盖子上的通气孔必须畅通,防止充电时气体排不出而造成壳体破裂。

6、在起动时,每次起动时间不超过5S,连续起动时间间隔大于15S。

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蓄电池技术状况的检查

1、外观检查

外壳有无裂缝、破损及泄漏;

安装架是否夹紧,有无腐蚀;

正、负极端子是否氧化及腐蚀,电线夹是否腐蚀,连接导线有无破损等;

表面是否清洁,加液孔盖的通气孔是否畅通等。

2、电解液液面的高度检查

电解液液面应高出极板10~15mm,正常使用时应定期检查液面高度,必要时补充蒸馏水。

3、放电程度的判断

根据电解液密度的变化,判断放电程度;

用高率放电计模拟接起动机时的负载,测量单格蓄电池在大电流放电时的端电压来判断放电程度。

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免维护蓄电池的使用

1、技术状况的检查

观察电量指示器,判断蓄电池的充电状况;对于液面过低的蓄电池,应查明原因,如外壳裂纹、严重过充电(检查充电系统)。

蓄电池的负载试验,检验负载能力。

2、 免维护蓄电池的充电

免维护蓄电池的充电方法与普通蓄电池的充电相同,补充充电采用定流充电。在充电过程中,注意电解液的温度,不能起过 45℃。

老侯点评:

蓄电池是汽车上所有电力的源泉,它技术状况的好坏,直接关系全车的技术性能,比如汽车不易起动等。我们在日常使用中,一是不要让它过度放电,二是要让蓄电池保持清洁。使用保养得当的话,用上三五年都不是问题。

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