汽車電氣系統及檢修

項目一蓄電池狀態檢查與跨接起動

任務2蓄電池結構與工作原理

一、鉛酸蓄電池構造

現代汽車用鉛酸蓄電池由六只單格電池串聯而成，每只單格電池的電壓約為2V，串聯后蓄電池電壓為12V。

結構如圖所示，其構件主要有極板、隔板、電解液、外殼、聯條、接線柱等。1、極板：蓄電池的核心構件，由柵架和活性物質組成。柵架用鉛銻合金澆鑄而成。上面涂覆有活性物質。極板分為正極板和負極板兩種。極板上的工作物質稱為活性物質。正極板上的活性物質為二氧化鉛，呈棕紅色負極板上的活性物質為純鉛，呈青灰色為減少蓄電池內阻和尺寸，蓄電池正、負極板應盡可能靠近。但為防止相鄰正負極板彼此接觸而短路，正、負極板之間要用隔板隔開。2、隔板：有的廠家用微孔塑料袋做成袋式隔板(因其形似信封，故亦稱信封式隔板)套在正極板上，可以有效地防止活性物質脫落。袋式隔板

安裝時正、負極板互相嵌插，中間插入隔板后，裝入蓄電池單格內便形成單格電池。在每個單格電池中負極板總比正極板多一片。

因正極板活性物質較疏松，且正極板處的化學反應劇烈，反應前后活性物質體積變化較大，所以正極板夾在負極板之間，可使其兩側放電均勻，從而減輕正極板的翹曲和活性物質脫落。用純硫酸和純凈蒸餾水（distilledwater）按一定比例配制而成的稀硫酸溶液。它的密度高低視鉛蓄電池類型和所用極板而定,一般在15℃時為1.200～1.300g/cm3?蓄電池用的電解液(稀硫酸)必須保持純凈,不能含有危害鉛酸蓄電池的任何雜質?3、電解液（electrolyte)：電解液的作用：給正?負電極之間流動的離子創造一個液體環境,即，充當離子流動的介質?

電解液密度對蓄電池性能和壽命影響很大。

相對密度大有利于減少結冰的危險并提高蓄電池容量，但相對密度過大,則黏度增加,會使流動性變差，反而降低蓄電池容量,而且還會加快隔板和極板的損壞，縮短蓄電池的使用壽命。應根據當地最低氣溫或制造廠家的要求選擇電解液相對密度?氣候條件蓄電池完全充足電時電解液的密度（25℃）/（g/cm3）冬季夏季冬季氣溫低于-40℃的地區1.301.26冬季氣溫在-40~-30℃的地區1.281.25冬季氣溫在-30~-20℃的地區1.271.24冬季氣溫在-20~0℃的地區1.261.23冬季氣溫在0℃以上的地區1.241.23表1-3不同地區和氣候條件下電解液的密度

4、外殼（housing）：用來盛裝電解液和極板組，使蓄電池構成一個整體。外殼材料有硬橡膠和塑料兩種。

有的蓄電池仍保留了單格電池的加液孔，加液孔在每個單格的蓋板中間，可以用來檢查液面高度和測量電解液的密度，加液孔平時用加液螺塞擰緊。加液螺塞中心的通氣孔應保持暢通，使蓄電池在電化學反應中放出的氣體可隨時逸出。接線柱有圓錐形、L形和側孔形三種。5、接線柱（terminalpost):亦稱極樁。

正極柱連接去起動機的線纜；負極柱連接去車身或車架的搭鐵電線。為便于區分，正極柱旁標有“+”或“P”記號；負極柱旁標有“—”或“N”記號。作用是將單格蓄電池串聯起來，提高整個蓄電池的端電壓。6、連接條（cellconnector）：一般由鉛銻合金鑄造而成，硬橡膠外殼蓄電池的連接條位于電池上方，塑料外殼蓄電池則采用穿壁式連接條。二、蓄電池的額定容量及影響因素1、蓄電池的額定容量影響因素：其大小受放電溫度、放電電流、放電終止電壓影響。

國標GB5008.1-91《起動用鉛蓄電池技術條件》規定:將完全充足電的新蓄電池在電解液溫度為25士5°C條件下，以20h放電率(放電電流為0.05C20）連續放至單池平均電壓降到1.75V時為止，蓄電池輸出的電量稱為額定容量。

額定容量

用C20表示。

實際測量蓄電池容量時，其規定條件下的放電時間≥20小時為合格。例:6-Q-105型蓄電池，在電解液平均溫度為25°C時，以5.25A電流連續放電20h后，端電壓為10.50V(即單體電壓降到1.75V)，則其20h率額|定容量為多少？

2、起動容量意義：表示蓄電池在發動機使用電力起動時的供電能力。分類：常溫起動容量：電解液初始溫度為25℃時，以5min放電率的電流(3倍容量的電流)，連續放電至單格電壓降到1.5V時所輸出的電量。注：其連續放電時間應不小于5min。低溫起動容量：電解液初始溫度為-18°C時，以5min放電率的電流連續放電至單格電壓降至1V時所輸出的電量。注：其放電時間應不小于2.5min。3、蓄電池容量的影響因素蓄電池容量大小標志著蓄電池供電能力的大小。蓄電池容量越大，可提供的電能越多，供電能力越大；反之，蓄電池容量越小，則供電能力越小。構造因素極板厚度極板面積極板中心距使用因素放電電流電解液溫度電解液密度影響因素三、蓄電池工作原理蓄電池在充、放電過程中的化學反應是可逆的，其化學反應方程式或簡化為：

1、蓄電池放電蓄電池與外電路接通后，在極板電位差的作用下，電流從正極流向負極，燈泡通電發光。正極板活性物質由二氧化鉛轉變為硫酸鉛；負極板上的活性物質由純鉛轉變為硫酸鉛，電解液消耗硫酸生成水電解液密度逐漸下降在放電過程中，單格電壓下降到放電終止電壓（以20h放電率放電時，終止電壓為1.75V)電解液密度下降到最小值1.10~1.12g/cm3。放電終了特征：2、蓄電池充電當外接電源電壓高于蓄電池電動勢時，電源電流給蓄電池充電，蓄電池正、負極板處發生電化學反應。放電后的蓄電池接上直流電源，蓄電池正、負極分別與外接直流電源的正、負極連接。充電終了特征：蓄電池端電壓和電解液密度上升到電大且2~3h內不再上升。)蓄電池電解液中產生大量氣泡，呈現沸騰狀態。蓄電池處于過充電時，會引起水的電解。其反應式為：四、蓄電池工作特性

1、靜止電動勢：蓄電池處于靜止狀態（不充電也不放電）時，正負極板間的電位差（即開路電壓）稱為靜止電動勢。2、內阻：電流流過鉛酸蓄電池時所受到的阻力鉛酸蓄電池的內阻包括極板、隔板、電解液和聯接條的電阻。電解液的電阻與其密度和溫度有關。如，6—Q—75型鉛酸蓄電池在溫度40℃時的內阻為0.01Ω，而在-20℃時的內阻為0.019Ω。可見，內阻隨溫度降低而增大。

電解液密度為1.20g/cm3(15℃)時內阻最小。同時在該密度下，電解液的粘度也比較小。密度過高、過低時，電解液的內阻都會增大。

因此，適當采用低密度電解液和提高電解液溫度(如冬季對電池采取保溫措施)，對降低蓄電池內阻、提高起動性能十分有利。3、放電特性蓄電池放電特性是指在恒流放電過程中，鉛酸蓄電池的端電壓和電解液密度隨放電時間而變化的規律。右圖為6-QA-60型干荷蓄電池以3A電流放電時的特性曲線圖。放電終了的特征:單格電池電壓下降到放電終止電壓(以20h放電率放電時終止電壓為1.75V)電解液密度下降到最小.允許值1.10~1