模块1 蓄电池

课题一 蓄电池的结构、原理及选用

学习目标

1．了解蓄电池的分类、功用和特点。

2．掌握蓄电池的结构组成及选用。

知识结构

蓄电池知识结构如表1-1所示。

案例导入

一天早上，小王开车时发现打开点火开关之后仪表没反应，点火开关位于启动挡时启动机不转。经过 4S 店的检查，发现原来是蓄电池的问题。那么蓄电池在车上究竟起什么作用呢？让我们一起来看一下。

一、蓄电池基本介绍

蓄电池是一种化学电源，靠其内部的化学反应来储存电能或向用电设备供电。目前燃油汽车上使用的蓄电池主要有两大类：铅酸蓄电池（以下简称铅蓄电池）和镍碱蓄电池。由于人们对燃油汽车排放要求的提高和能源危机的冲击，各国正在不断探索和研制电动汽车，其主要的动力源为新型高能蓄电池。表1-2列出了各种蓄电池的特点。

二、蓄电池的分类

1.蓄电池的分类（按电解液性质分）

2.普通铅蓄电池的分类

铅蓄电池由于结构简单、价格便宜、内阻小、可以短时间供给启动机强大的启动电流而被广泛采用。铅蓄电池又可以分为普通铅蓄电池、干荷电铅蓄电池、湿荷电铅蓄电池和免维护蓄电池。各种铅蓄电池的特点如表1-3所示。

三、蓄电池的作用（表1-4）

四、蓄电池的结构

汽车上装有蓄电池和发电机两个直流电源，这两个电源并联，全车的用电设备均为并联。蓄电池一般由3个或6个单格电池串联而成，结构如图1-2所示，其组成及作用如表1-5所示。

五、蓄电池的工作原理

1.铅蓄电池的静止电动势

将铅蓄电池的正、负极板浸入电解液中，正、负极板与电解液相互作用，在正、负极板间就会产生约2.1V的静止电动势。

铅蓄电池的静止电动势Ej：

Ej=0.85+ρ25℃

式中，Ej为静止电动势，即开路电压（V）；ρ25℃为基准温度（2 5℃）时，电解液的相对密度（g/cm3）。

注意，实测电解液的相对密度，应转换成25℃时电解液的相对密度，转换关系式为：

ρ25℃=ρt+0.00075（t-25）

式中，ρt为实测电解液相对密度（g/cm3）；t为实测电解液温度（℃）。

因为铅蓄电池工作时，电解液密度总是在1.12～1.30g/cm3变化，所以每个单格电池的电动势也相应地在1.97～2.15V变化。

2.铅蓄电池的放电

蓄电池的放电过程是化学能转变为电能的过程。电解液中硫酸↓水↑相对密度↓放电时，正极板上的二氧化铅（PbO2）和负极板上的铅，都与电解液中的硫酸（H2SO4）反应生成硫酸铅（PbSO4），沉附在正、负极板上。电解液中硫酸不断减少，密度下降。

蓄电池放电终了的特征是：

① 单格电池电压降到放电终止电压；

② 电解液密度降到最小许可值。

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，如表1-6所示。

3.铅蓄电池的充电

蓄电池的充电过程是电能转换为化学能的过程。

充电时，正、负极板上的PbSO4还原成PbO2和Pb，电解液中的H2SO4增多，密度上升。电解液中硫酸↑水↓相对密度↑铅蓄电池需要定期补充蒸馏水。

蓄电池充足电的标志是：

① 电解液中有大量气泡冒出，呈沸腾状态；

② 电解液的密度和蓄电池的端电压上升到规定值，且在2～3h保持不变。

六、蓄电池的型号

蓄电池的型号说明如表1-7所示。