./教案正頁序號1課程＿汽車電器2014/2015學年第一學期教師佳任務蓄電池虧電故障教具蓄電池密度計萬用表活動蓄電池的結構型號多媒體授課班級課堂類型一體化授課日期授課時數30審批意見〔簽名月日教學目的1.了解汽車用蓄電池的功用,分類.2.掌握蓄電池的結構與工作原理.教學重點掌握蓄電池的結構與工作原理教學難點掌握蓄電池的工作原理教學過程理論講解分組實習課堂總結布置作業教學方法理論與操作作業布置完成工作頁課后分析分清重難點,靈活掌握知識學習活動一：蓄電池的結構與型號一、蓄電池的功用與分類1.蓄電池的功用蓄電池是汽車上的兩個電源之一,它是一種可逆直流電源,在汽車上與發電機并聯,共同向用電設備供電。在發電機正常工作時,用電設備所需要的電能主要由發電機供給,而蓄電池的作用是：①發動機啟動時,向起動機和點火系統、儀表系統及發電機磁場供電。②發電機不發電或電壓較低的情況下向用電設備供電。③當用電設備同時接入較多,發電機超載時,協助發電機供電。④蓄電池存電不足,而發電機負載又較少時,它可將發電機的電能轉變為化學能儲存起來〔即充電。另外,蓄電池還相當于一個容量很大的電容器,在發電機轉速和用電設備負載發生較大變化時,可保持汽車電網電壓的相對穩定,吸收電網中隨時出現的瞬間過電壓,以保護用電設備尤其是電子元器件不被損壞；這一點對裝有大量電子設備的現代汽車是非常重要的。發動機工作時絕不允許將發電機與蓄電池脫開,因為這樣會引起極高的浪涌電壓,將發電機電壓調節器和電子裝備燒毀。2.蓄電池的分類蓄電池的種類很多,按使用的電解液的成分劃分有酸性蓄電池和堿性蓄電池；按電極材料可分鉛蓄電池和鐵鎳、鉻鎳蓄電池；按用途不同可分汽車用蓄電池、電瓶車用蓄電池、電訊、航標用蓄電池等。目前,汽車上廣泛用的是鉛酸蓄電池,汽車上所使用的蓄電池必須能滿足啟動發動機的需要,即短時間〔5～10s可供給起動機較大的電流〔一般為200～600A這種蓄電池通常稱為啟動型蓄電池。本單元我們主要探討的是鉛酸啟動型蓄電池。二、蓄電池的結構與型號1.蓄電池的結構啟動型鉛酸蓄電池外形與構造如圖1—1,從圖中我們可以看出,蓄電池一般由六個單個電池串聯而成。主要由極板、隔板、電解夜、外殼、聯條、極樁等組成。1.電池殼、2.正極樁、3.加液孔蓋、4.電池上蓋、5.負極樁、6.負極板組、7.正極板組、8.隔板、9.負極板、10.正極板圖1.1鉛蓄電池的外形與構造〔1極板極板為蓄電池的核心構件。蓄電池的充電、放電過程就是通過極板上的活性物質與電解也發生電化學反應來實現的；極板分為正極板和負極板,由柵架和活性物質組成；。電能和化學能的相互轉換就是依靠極板上的活性物質和電解液中的硫酸的化學反應來實現的,正極板上的活性物質是二氧化鉛〔PdO2呈深棕色。負極板上的活性物質是海綿狀純鉛〔Pd呈青灰色。圖1.2蓄電池的極板與柵架柵架的作用是容納活性物質并使極板成型,一般由鉛銻澆鑄而成。鉛銻合金中,含銻量為6-8.5%,加入銻的目的是為了提高柵架的機械強度并改善澆鑄性能,但銻有副作用,銻極易從正極板柵架中解析出來引起蓄電池自行放電,加速蓄電池電解液的消耗,縮短蓄電池的使用壽命,故此,柵架的含銻量應不超過3%。為了增加蓄電池的容量,將多片正極板和多片負極板并聯在一起,用橫板焊接,組成正、負極板組,見圖1-2。橫板上聯有極樁,各片間留有間隙,組裝時正負極板相互嵌合,中間插入隔板；在每個單個電池中,負極板的數量總是比正極版的數量多出一片,保證正極板處在負極板之間,使兩側充放電均勻,否則,由于正極板電化學反應強烈,單面工作將造成活性物質體積變化不一致而使極板拱曲。極板的厚度一般為正極板2.2mm,負極板1.8mm?！?隔板為了減小蓄電池的阻和尺寸,蓄電池部正負極板應盡可能的靠近,為了防止正負極板短路,所以用隔板將其隔開,隔板的材料應具有多孔性,以便電解液滲透,且化學性能穩定,具有良好的耐酸性和抗氧化性。隔板的材料有木質、微孔橡膠、微孔塑料、玻璃纖維和紙板等。隔板的厚度一般不超過1mm,安裝隔板時應將溝槽的一面朝向正極板,這是因為正極板在充、放電過程中反應強烈,溝槽能使電解液上下流動通暢,并使正極板上脫落的活性物質順利的掉入殼底槽中。在現代新型蓄電池中,一般將微孔塑料隔板制成袋狀包在正極板外部,可進一步防止活性物質脫落,避免了極板部短路并使組裝簡化。〔3殼體蓄電池的殼體是用來盛放電解液和極板組的。對它的要：耐酸、耐熱、耐震、絕緣性好并具有一定的機械強度。現代的汽車的用蓄電池一般均用透明工程塑料制成外殼,其壁厚僅為3.5mm,電解液的高度和極板組的大體狀況從外面具能清晰的觀察出來,非常便利于對蓄電池的檢查和維護。聯條：串聯各單格電池,材料為鉛。加液孔蓋：〔注意孔蓋上小孔的作用蓄電池的每一個單格都有一個加液孔,為加注電解液和檢測電解液密度所用,孔蓋上有通氣孔,該小孔應經常保持暢通,一便隨時排除蓄電池化學反應放出的氫氣和氧氣,防止外殼漲列和發生事故。〔4電解液用純硫酸和蒸餾水按一定的比例配制成配制成的電解液比重一般在1.24～1.30g/cm3之間。對電解液濃度的選擇北方南方略有不同。蓄電池的型號三蓄電池的工作原理鉛蓄電池屬于可循環使用的儲能設備。其充電過程和放電過程是一種可異的電化學反應。由于電解液是硫酸水溶液,硫酸是極性分子,所以硫酸多以離子形式存在,在充放電過程中,儲電池的導電就是靠正負離子運動來實現的。1.電動勢的建立1.電動勢的建立正極板：

PbO2→Pb4+——＋2.0V負極板：Pb-2e→Pb2+—-0.1V兩極板之間的電動勢為2.1V 2.放電時化學反應為：正極板：Pb4++2e→Pb2+Pb2++SO42-→PbSO4附在正極板上負極板：Pb-2e→Pb2+Pb2++SO42-→PbSO4附在負極板上.放電時化學反應總方程式為：PbO2＋Pb＋2H2SO4→2PbSO4＋2H2O電解液中：H++OH-→H2OSO4→減少電解液硫酸濃度降低工作原理——充電過程蓄電池充電終了特征：蓄電池充電終了特征：〔1電解液中有大量氣泡冒出,呈沸騰狀態；〔2電解液密度和端電壓上升到規定值,且2～3小時保持不變。四蓄電池工作特性放電特性：概念：蓄電池的放電特性是指在恒流放電過程中,蓄電池的端電壓Uf和電解液密度ρ25℃隨時間ｔf而變化的規律。蓄電池在恒流放電過程中,端電壓的變化規律:開始放電階段相對穩定階段迅速下降階段蓄電池放電終了的特征是：１.單個電壓降到放電終止電壓<單池終止電壓和放電電流有關>；２.電解液密度降到最小終止值。但應注意：放電終止電壓和放電電流有關。充電特性概念：蓄電池的充電特性是指在恒流充電過程中,蓄電池的端電壓Uf和電解液密度ρ25℃隨時間ｔf而變化的規律。蓄電池充電終了的特征是：１.端電壓和電解液密度上升到最大〔2.7V,且在2h小時不上升。２.電解液中劇烈冒汽泡,呈沸騰現象。<電解水>1、額定容量蓄電池的額定容量用20h率容量表示：即將充足電的蓄電池在電解液溫度為25℃條件下,以20h率放電電流連續放電,直至單池平均電壓降到1.75V時,輸出的電量稱為蓄電池的額定容量。2、儲備容量儲備容量表示了汽車充電系統失效時蓄電池向汽車提供25A恒流的能力。蓄電池在電解液溫度為25℃條件下,以25A恒流放電電流連續放電,直至單池平均電壓降到1.75V時的放電時間稱為蓄電池的儲備容量。常溫起動容量低溫起動容量常溫起動容量低溫起動容量電解液在30℃時,以3倍額定容量的電流持續放電至終止電壓〔12V蓄電池為8V,6V蓄電池為4V所放出的電量稱為常溫起動容量〔持續時間應在5min電解液在－18℃時,以3倍額定容量的電流持續放電至終止電壓〔12V蓄電池為6V,6V蓄電池為3V所放出的電量稱為低溫起動容量〔持續時間應在2.5min二影響蓄電池容量的主要因素〔1放電電流1If↑→單位時間生成硫酸鉛↑→孔隙堵塞,活性物質利用率低→C↓2If↑→單位時間消耗硫酸↑→電解液密度下降快→C↓注意：每次啟動發動機時間不得超過5S,再次啟動時間間隔15S以上?！?電解液的溫度溫度↓粘度↑滲入極板困難,活性物質利用率↓→C↓；同時,粘度↑阻↑壓降↑端電壓↓→C↓?！?電解液的純度純度不好的電解液明顯減少蓄電池的容量。含有1%的鐵,蓄電池在一夜就會放完電。〔4電解液密度電解液密度ρ↑電動勢E↑,電液滲透能力↑,參加反應的活性物質↑→C↑ρ過高,粘度↑,阻↑,極板硫化↑→C↓實踐證明：電解液密度偏低有利于提高放電電流和容量。冬季使用的電解液,在不使其結冰的前提下,盡可能采用稍低的電解液密度〔5極板構造極板厚度越薄,活性物質的利用率就越高,容量就越高。極