汽车电器蓄电池共50页文档

尽可能靠近。为了防止相邻正、负极板彼此接触而短路，
正、负极板之间要用隔板隔开。
•
电解液由纯硫酸与蒸馏水按一定比例配制而成。电
解液密度一般在1.1~1.3g/cm3之间，充足电后，电解液密
度一般在1.26~1.30g/cm3之间。在蓄电池充放电过程中，
电解液不但起导电作用，而且参与化学反应。
第二节 蓄电池的构造
第二节 蓄电池的结构
•
3
为了增大容量，将多片正、
4
2
负极板分别并联，用汇流条焊接
起来便分别组成正、负极板组。
1
汇流条(横板)上联有极柱，各片
间留有空隙。安装时各片正、负
极板相互嵌合，中间插入隔板后
装入蓄电池单格内，便形成单格
电池。
第二节 蓄电池的结构
•
为了减小蓄电池的内阻和尺寸，蓄电池的正负极板应
对于橡胶壳体的蓄电池，可以用孔径 为3~5mm的透明玻璃管测量电解液高
出隔板的高度来检查。
• 对于橡胶壳体的 蓄电池，可以用孔 径为3~5mm的透明 玻璃管测量电解液 高出隔板的高度来 检查。
•
当电解液液面偏低时，应补充蒸馏水。除非确知液
面降低是由电解液溅出或泄露所致，否则不允许补充硫
酸溶液。
2. 蓄电池放电程度的检查
第一章 蓄电池
第一节 概 述
• 蓄电池的作用:
•
在发动机起动时，为起动系和其他电气设备（包括发
电机的激磁绕组）供电；
• 由于各种原因（如停车、发电机转速较低、发电机超 载、发电机故障等）造成发电机不工作或输出电压低于蓄 电池电压时，为电气设备供电；
• 吸收电路中产生的过电压，稳定电网电压，保护电子 元器件。

02
影响因素
蓄电池的寿命与电池的材料、制造工 艺、充放电条件、使用环境等因素有 关。
03
测试方法
在实验室条件下，通过特定的充放电 制度来测试蓄电池的寿命和循环次数 。
自放电率
定义
01
蓄电池的自放电率是指蓄电池在没有使用的情况下，内部自放
电的速度。自放电率通常以“每天的百分比”来表示。
影响因素
02
蓄电池的自放电率与电池的材料、制造工艺、环境温度、湿度
解决方案
更换电池外壳或重新进行密封处理。为了防止漏液问题，应该定期检查电池外壳是否有裂 纹或变形，以及密封材料是否老化或损坏。在安装过程中，应该注意操作规范，避免对电 池外壳和密封材料造成损伤。
蓄电池鼓包
01
故障现象
蓄电池鼓包是指电池内部化学反应产生大量气体，导致电 池外壳膨胀变形。
02
原因分析
蓄电池鼓包可能是由于电池内部极板损坏、电解液泄漏、 或者是电池充电过程中电流过大导致的。
通过改进电池的化学成分和结构，提高电池的能量密度，以增加电 池的续航里程。
轻量化设计
采用更轻的材料和更优化的设计，降低电池的重量，从而提高车辆 的能效。
节能驾驶辅助系统
通过开发节能驾驶辅助系统，例如能量回收系统、驾驶模式切换等， 提高车辆的能效。
智能充电技术
1 2
无线充电技术
利用无线电能传输技术，实现无需插拔充电线即 可为电动汽车充电。
纳米材料
研究纳米材料在电池中的应用，例如纳米碳 管、纳米线等，提高电池的能量密度和充放 电性能。
CHAPTER 06
汽车蓄电池的常见问题及解 决方案
蓄电池漏液
故障现象
蓄电池漏液是由于电池外壳破裂或密封不良导致的。

称为静止电动势。
开路电压：理论上，开路状态下的端电压并不等于电池的 电动势。但是，开路电压在数值上很接近蓄电池的静止电 动势，可以用开路电压代替静止电动势。
一般规定铅蓄电池的额定开路电压为2.0V。
开路电压（静止电动势）公式
铅钙电池：ES=0.85+ρ25°C（V）或 铅锑电池：ES=0.84+ρ25°C（V）
汽车蓄电池基础知识
第一页，共49页。
第一节、汽车蓄电池概述
蓄电池是一种将化学能转变为电能的装 置，属于可逆的直流电源。
应用最广泛的汽车蓄电池是铅酸蓄电池。 蓄电池最主要的作用是：发动机工作时
向起动机和点火装置供电。 汽油机起动电流为200－600A 有的柴油机起动电流达1000A。
第二页，共49页。
2、蓄电池的放电特性
（3）迅速下降阶段 端电压由1.85V迅速下
降至1.75V。 放电接近终了时，电
化学极化、浓差极化、 欧姆极化显著增大， 端电压迅速下降。
蓄电池放电终了的特 征
第四十四页，共49页。
3、蓄电池的充电特性（恒流充电）
在恒流充电过程中，蓄电池的端电压 与电解液相对密度随时间而变化的规 律。
第四十七页，共49页。
蓄电池的充满电（恒流充电）的特征
端电压上升到最大值2.7V，并在2h~3h 内不在增加。
电解液相对密度上升到最大值 1.28g/cm3
蓄电池内产生大量气泡。
第四十八页，共49页。
Thank You!
第四十九页，共49页。
GB/T 5008.2-2005 引用了原机械工业部 部颁标准JB2599的规定，铅蓄电地产品型 号分为三段。
第二十一页，共49页。
蓄电池的型号、规格

充电时间
根据蓄电池的剩余电量和充电需求， 确定合适的充电时间。
充电设备
车载充电器
智能充电器
通过车辆的发电机或点烟器接口为蓄 电池提供充电电源。
具备自动控制功能的充电器，能够根 据蓄电池的状态和需求调整充电参数。
便携式充电器
一种独立的充电设备，可以通过家用 电源插座为蓄电池充电。
维护与保养
检查电解液
用寿命的重要指标。
影响因素
循环寿命受到多种因素的影响，如电解液的浓度、温度、充放电的条件和方式等。在选 择蓄电池时，需要选择具有较长循环寿命的品牌和型号，以延长汽车电气系统的使用寿
命。
04
蓄电池的充电与维护
充电方式
快充充电
使用高电流在短时间内为 蓄电池充电，通常在30分 钟至1小时内完成。
慢充充电
正负极板
正极板
蓄电池的正极板通常由铅和氧化铅组成，负责存储和释放正电荷。
负极板
蓄电池的负极板由铅制成，负责存储和释放负电荷。
电解液
作用
电解液是蓄电池中的一种重要成分，它负责在正负极板之间传输电荷。
成分
电解液通常由硫酸和水按一定比例混合而成。
隔板
作用
隔板位于正负极板之间，用于防止两 极直接接触而短路。
VS
影响因素
电压的大小受到电解液的浓度、温度、极 板的有效面积和距离等的影响。在选择蓄 电池时，需要根据汽车的实际需求和用途 来选择合适的电压。
循环寿命
循环寿命
循环寿命是指蓄电池在一定的充放电条件下能够维持性能指标的时间。随着充放电次数 的增加，蓄电池的性能会逐渐下降，最终无法满足使用要求。循环寿命是衡量蓄电池使
汽车电气系统第章 蓄电池
目 录

（2）電池類型。根據其主要用途劃分，用一個中文拼音字 母表示，起動型鉛酸蓄電池用“Q”表示，代號“Q”是“起” 的第一個中文拼音字母。
（3）電池特徵。電池特徵為附加部分，用一個中文拼音字 母表示，僅在同類用途的產品有某種特徵，而在型號中又必 須加以區別時採用。當產品同時具有兩種特徵時，應按表2-2 順序將兩個代號並列標誌。
此外，蓄電池還有一些輔助功能。因為蓄電池 相當於一只大容量的電容器，所以不僅能夠保持汽 車電氣系統的電壓穩定，而且還能吸收電路中出現 的暫態過電壓，保護電子元件不被損壞。
2.1.2對蓄電池的要求
起動發動機時，蓄電池必須能在短時間（5～10s） 內向起動機連續提供強大的起動電流：汽油發動機 一般需要200～600A；柴油發動機一般需要500～ 1000A，甚至更大。
2.蓄電池的選用
和選用其他汽車外購件一樣，要先選“型”，再選 “號”。
選用汽車蓄電池，首先要選起動型，然後再選電壓和容 量。主要根據起動機要求的電壓和容量來選擇蓄電池，一般 應滿足連續起動三次以上的要求。
每車儘量選用一個蓄電池，實在不行，才選用兩個蓄電 池。若電壓不夠，則兩個電池串聯，每個蓄電池的電壓為總 電壓的1／2，但是新舊蓄電池不可混用。
所以，對汽車用蓄電池的基本要求是容量大、內 阻小，以保證蓄電池具有足夠的起動能力。
起動型鉛酸蓄電池的突出特點是內阻小、起動 性能好、電壓穩定，此外還有成本低、原料豐富等 優點，所以在汽車上廣泛應用。
2.1.3蓄電池的分類
汽車用蓄電池有鉛酸蓄電池（Lead-acid Battery） 和鹼性蓄電池（Alkaline Secondary battery）兩 大類。
1.24
1.26
1.23
1.23
1.23

汽车电器
电解液配制成分的百分比
相对密度
g/cm3
1.24 1.25 1.26 1.27 1.28 1.29 1.30 1.31
重量比 （%） 蒸馏水 浓硫酸
体积比 （%） 蒸馏水 浓硫酸
68.0 66.8 65.6 64.4 63.2 62.0 60.9 59.7
32.0 33.2 34.4 35.6 36.8 38.0 39.1 40.3
正极柱用“＋”符号表示，其周围 涂红色；负极柱用“－”符号表示，一般 不涂色。
汽车电器
1.1.2 铅蓄电池的规格型号
按机械工业部颁布标准JB2599-85《铅蓄电池产品型 号编制方法》，将蓄电池型号分成五部分，其形式如下： Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ
Ⅰ——用数字表示蓄电池串联的单格电池数； Ⅱ——用字母表示蓄电池的主要用途； Ⅳ——用数字表示蓄电池的额定容量，容量的单位是A•h； Ⅴ——用字母表示蓄电池的性能特征代号。
汽车电器
1.3.5 蓄电池的容量及其影响因素
蓄电池电气性能的参数之一为容量。它标志着对外 供电能力的多少。蓄电池的容量指的是一只完全充足电 的蓄电池在允许的放电范围内所输出的电量。即：
Q=If·tf
式中：Q ——容量（A·h）
If ——放电电流（A） tf ——放电时间（h）
蓄电池的容量与放电电流和电解液温度等因素有关， 一般将容量分为起动容量和额定容量。
汽车电器
2.补充充电——使用中无故障的蓄电池为恢复其额定 容量的正常性保养充电。 特点：充电电流较大，充电时间较短。 方法：定电流充电法 分两个阶段：
第一阶段的充电电流值为Qe/10安培
第二阶段的充电电流值为Qe/20安培
汽车电器
蓄电池在使用中出现下列情况，必须进行 补充充电：

PbSO4（沉附在正极板上）
负极板处： Pb2++ SO42-
PbSO4 （沉附在负极板上）
Pb Pb2+ +2e (Pb继续溶解)
外部电路继续流通，正负极板上的活性物质PbO2 和Pb不断
转化为PbSO4， 电解液中的C硫HE酸NLI逐渐减少。水增多。
23
第
一
章 蓄
四、蓄电池的充电过程
电
池
充电电源 2e
正极板处： PbSO4
Pb2++ SO42-
Pb2+- 2e
Pb4+
Pb2++ 2SO42-
PbSO4
PbSO4+2H2O
PbO2 +2H2SO4
负极板处： PbSO4
Pb2++ SO42-
Pb2+ + 2e
Pb
SO42-+2H+ CHENLI H2SO4
25
第
一
章 蓄
蓄电池的工作过程结论1
电
池
1、蓄电池对外既不充电也不放电（不工作）时的静止电动 势大约为2伏 2、放电过程：
电解液比重降到最小
许可值约为1.13。
CHENLI
33
第
一
章 蓄
放电终止电压的影响因素
电
池
放电终止电压与放电电流的大小有关。放电电流越大，允 许的放电时间就越短，放电终止电压也越低。如下表所示。
放电电流（A）
放电时间 单格电池终止电
压（V）
0.05C 0.1C20 0.25C C20
20
20
20h 10h 3h 25min

4.1蓄电池的电路
4.2蓄电池仪表电路
5.1蓄电池的充电
➢ 充电方法
1. 定压充电 2. 定流充电 3. 脉冲充电
➢ 充电设备
JQ-800汽车起动电源
手推式小型起动充电两用设备 电源:220V 单相 起动电压:12V/24V 起动电流:400A/800A 充电电压:12V/24V 充电电流:0-50A 体积:380×350×700(mm) 适合汽车修理厂,车队起动轻型车辆及 充电使用。
组件
THS II 主要组件
发动机
辅助电池
HV电池
带马达的压缩 机总成(带变频
器)
带转换器的变频器总成 • 增压转换器 • 变频器 • DC/DC 转换器
高电压线束 动力管理控制ECU (HV CPU)
混合动力传动桥 • 发电机(MG1) • 马达(MG2)
高电压线束
概要 – 高电压线束承受高电压，高电流
干荷 湿荷 免维 少维 激活 密闭 胶质 式 式 护 护 式 式 电解
液
AH WSIMJ
2.1蓄电池的电压产生原理
正极板处：
PbO2+2H2O→Pb(OH)4 Pb(OH)4 → Pb4++4(OH)溶液中Pb4+有沉附极板的倾向，使极板呈 正电位约2V
负极板处：
活性物质铅溶解，呈离子态进入电解液 Pb2+，因而极板带负电，且吸引溶解的 Pb2+沉附负极板表面。负极板带0.1V负电 位。
2.3蓄电池的充电原理
正极板处：
PbSO4 → Pb2++ SO42H2O → H++OHPb2+－2e→Pb4+
Pb4++ 4OH- →Pb(OH)4 Pb(OH)4 → H2O+PbO2

电解液中：H++OH-→H2O SO4 →减少
电解液硫酸浓度降低！
31
广州汽车学院
放电过程
蓄电池放电终 了特征：
（1）单格电池电
压降到终止电压 ?
（2）电解液密度
下降到最小许可值 ?
汽车电器与电子控制系统
32
广州汽车学院
蓄电池的工作原理
汽车电器与电子控制系统
3.充电时化学反应总方程式为：
2Pb SO4 ＋ 2H2O → PbO2 ＋Pb ＋ 2H2SO4
是一个可逆的低压直流电源。
2
广州汽车学院
蓄电池
?
汽车电器与电子控制系统
你对汽车蓄电池了 解多少？
3
广州汽车学院
蓄电池的功用
汽车电器与电子控制系统
（1）起动时供电（2）发电机不发电时供电（3）过载时供电 （4）发电机发电时充电（5）保持系统电压稳定，保护电子元件
车上的用电 设备都与蓄 电池和发电 机这两个直 流电源并联
46
广州汽车学院
充电特性
汽车电器与电子控制系统
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。
随着充电的进行， 电动势逐渐升高，电 解液密度增大，充满 电后，单格蓄电池的 电压为2.1V（12V.6）。
47
广州汽车学院
汽车电器与电子控制系统
充电特性
蓄电池充电终了的特征是:
１、端电压和电解液密度上升到最大（2.7V），且 在2h小时内不上升。
２、电解液中剧烈冒汽泡，呈沸腾现象。(电解水)
端电压
电解液密度
充电情况
≥12.6
1.265
100%充电

外壳
蓄电池的型号
单格数
6 6－Q 6－Q 6－Q 6－Q 6－Q
按照原机械工业部 部颁标准JB2599 部颁标准 的规定， －85的规定，铅蓄 的规定 电地产品型号分为 三段
特征
Q A－105 B－105 W－105 G A－105S H－105D
额定容量
105
A——干荷电 H——湿荷电 W——免维护 B——半封闭
1、蓄电池的静止电动势及基本电特性
蓄电池端电压的测量： 蓄电池端电压的测量： 端电压包括开路电压、放电电压和充电电压， 端电压包括开路电压、放电电压和充电电压， 取决于蓄电池的工作状况。 取决于蓄电池的工作状况。 一般发动机未工作时测量蓄电池电压为开路电 压为12 12V 压为12V。 一般发动机工作时测量蓄电池电压为充电电压 14V 为14V。 启动时测量蓄电池电压为放电电电压约为8 启动时测量蓄电池电压为放电电电压约为 8 11V 实际测量时采用放电计模拟启动状态。 11V。实际测量时采用放电计模拟启动状态。
2、放电过程 、
放电时化学反应总方程式为： 放电时化学反应总方程式为： PbO2 ＋Pb ＋ 2H2SO4→ 2Pb SO4 ＋ 2H2O 电解液中： 电解液中：H++OH-→H2O SO4 →减少
电解液硫酸浓度降低
2、放电过程
蓄电池放电终 了特征： 了特征： （1）单格电池电 ） 压降到终止电压 （2）电解液密度 ） 下降到最小许可值
2、蓄电池的放电特性
（3）迅速下降阶 段 端电压由1.85 1.85V 端电压由1.85V迅 速下降至1.75 1.75V 速下降至1.75V。 放电接近终了时， 放电接近终了时， 电化学极化、 电化学极化、浓差 极化、 极化、欧姆极化显 著增大，端电压迅 著增大， 速下降。 速下降。 蓄电池放电终了的 特征