第一章 电源系统
第一节 蓄电池的构造
汽车蓄电池是一种储存电能的装置,一旦连接外部负载或接通充电电路,便开始了它的能量转换过程。在放电过程中,蓄电池中的化学能转变成电能;在充电过程中,电能被转变成化学能。
蓄电池由极板、隔板、电解液、外壳、联条等组成,如图1-1所示。
1.极板(正极板、负极板)
蓄电池极板由栅架和活性物质组成,如图1-2所示,活性物质填充在铅锑合金铸成的栅架上。极板是蓄电池的核心部分,它分正极板和负极板。
2.隔板
为了减小蓄电池的内阻和尺寸,蓄电池内部正、负极板应尽可能地靠近,但为了避免彼此接触而短路,正、负极板之间要用隔板隔开,如图1-3所示。隔板材料应具有多孔性和渗透性的特点,且化学性能稳定,即具有良好的耐酸性和抗氧化性。常用的隔板有木质隔板、微孔橡胶隔板、微孔塑料隔板、玻璃纤维隔板和纸板等。
图1-1 蓄电池
图1-2 蓄电池极板
图1-3 隔板位置图
3.电解液
蓄电池的电解液是用高纯度的硫酸和蒸馏水按规定比例配制而成的。全充电状态下,电解液的密度应符合表1-1的推荐值。对于透明塑料容器的蓄电池,可以通过观察液面高度指示线检查电解液的液面高度,如图1-4所示。
表1-1 适应不同气温的电解液密度 (单位:g/cm3)
电解液的密度一般为1.23~1.30g/cm3,不同气温下电解液密度(完全充足电的蓄电池在25℃时)的选择见表1-1。
4.外壳
外壳是用来盛放电解液、极板组和隔板的。汽车用蓄电池电压多为6V和12V两种规格。6V蓄电池内分为三个单格(即由两个单格壁将容器分为互不相通的三个小容器),12V蓄电池内分为6个单格。各单格底部都有垫脚,用以架起极板组,使其下方有足够的空间作为沉淀槽,容纳脱落的活性物质,以免它们堆积起来,接触极板,造成短路。
图1-4 电解液
制造外壳的材料必须能耐酸、耐热、耐寒、抗振,并具有足够的机械强度。常用的材料有硬质橡胶和工程塑料等。现在国内普遍采用工程塑料外壳。这种外壳美观透明、耐酸、抗蚀、重量轻、强度高,是一种较好的外壳材料。
5.联条
联条的作用是将单体电池串联起来,提高整个蓄电池的端电压。普通蓄电池联条的串联方式一般是外露式,而新型蓄电池联条的串联方式是穿壁式或跨接式结构(在电池内部)。单体电池的连接方式如图1-5所示。
6.极桩
极桩有锥台形和L形等形式,如图1-6所示。锥台形极桩是蓄电池装配后再铸上的,L形极桩是装配后焊接上去的。为便于识别,极桩的上方或旁边标刻有“+”(或P)、“-”(或N)标记,或者在正极桩上涂红色油漆。
图1-5 单体电池的连接方式
图1-6 极桩