1.2 蓄电池（课件）《汽车电气设备构造与维修》同步精品课堂（高教版·第3版）

同步精品课程——中职专业课 1.2 蓄电池 第1单元 电源系统 《汽车电气设备构造与维修》（第3版）高等教育出版社 1 学习目标 第一章 第2节 蓄电池 知识目标 掌握蓄电池的构造特点（铅酸、碱性等）、工作原理（静止电动势、内阻、充放电特性）及型号与故障排除流程。 能力目标 具备运用检测工具（如密度计、万用表）进行蓄电池性能分析、维护及故障诊断的实践技能。 情感目标 培养安全操作意识与环保理念，强化团队协作能力，通过案例分析提升责任意识与问题解决能力。 学习内容 01 蓄电池的作用、要求与分类； 蓄电池的构造与型号； 蓄电池的工作原理与特性； 蓄电池的容量及其影响因素； 蓄电池的使用与维护； 蓄电池常见故障的排除； 电动汽车用高能电池。 蓄电池的作用包括为发动机起动提供电力、在发电机不发电或电压低时辅助供电、协助发电机为车载电器供电、储存电能以及作为大电容器吸收过电压。 蓄电池在汽车电气系统中扮演着至关重要的角色，为汽车的正常运行提供稳定的电力支持。 一、蓄电池的作用、要求与分类 1、蓄电池的作用 新知学习 02 蓄电池还要求具有较长的使用寿命和良好的充电接受能力。 01 02 蓄电池需要能够满足发动机起动需要，并提供大电流支持。 一、蓄电池的作用、要求与分类 2、蓄电池的要求 新知学习 02 铅酸蓄电池是一种历史悠久、技术成熟的蓄电池，广泛应用于汽车、摩托车、船舶等领域。 铅酸蓄电池 碱性蓄电池具有高比能、长寿命、低温性能好等特点，适用于混合动力汽车、电动汽车等新型能源车辆。 碱性蓄电池 一、蓄电池的作用、要求与分类 3、蓄电池的分类 新知学习 02 汽车用蓄电池有铅酸蓄电池和碱性蓄电池两类。 蓄电池的核心部件，分为正极板和负极板，覆盖着电瓶的内壁，是活性物质的主要附着处。 极板 连接蓄电池各部件的导体，确保电流顺畅流动。联条连接极板与外电路，极桩供人操作。 联条和极桩 位于正负极板之间，起到隔离和绝缘的作用，防止正负极板直接接触导致短路。 隔板 由硫酸和蒸馏水按一定比例配制而成，浸泡在极板之间，是蓄电池产生电流的介质。 电解液 封闭蓄电池内部，防止电解液泄漏和外界物质进入，起到保护作用，通常由塑料或橡胶制成。 外壳 02 01 03 04 05 新知学习 02 二、蓄电池的构造与型号 1、普通蓄电池主要部件 结构 普通蓄电池由正负极板、隔板、电解液（稀硫酸）以及电池盖和外壳组成，结构相对简单。 特点 特点是结构比较简单，价格也比较低廉，同时内阻较小，因此具有较好的起动性能。 二、蓄电池的构造与型号 1、普通蓄电池 新知学习 02 现代汽车用普通铅酸蓄电池由六只单格电池串联而成,每只单格电池的电压约2V,串联后蓄电池电压为12V。 目前国内外汽油机汽车均选用12V蓄电池;多数柴油机汽车电源电压为24V,用两只12V蓄电池串联。 干式荷电蓄电池的结构与普通蓄电池相似，不同的是其极板是干燥的，可以长时间保存。 干式荷电蓄电池便于储存和运输，但启用时需要加电解液，使用时需要注意操作规范。 特点 结构 二、蓄电池的构造与型号 2、干式荷电蓄电池 新知学习 02 结构 免维护蓄电池采用密封结构，无需定期加水和维护，使用比较方便。 特点 免维护蓄电池的特点是长寿命、安全可靠，同时使用也比较方便。 二、蓄电池的构造与型号 3、免维护蓄电池 新知学习 02 绿色：表示蓄电池的充电程度在65%以上，电量充足，这通常出现在新电池或经过充分充电的电池上。 黑色：表示蓄电池的充电程度低于65%，电量不足，这可能是由于长时间使用或充电不足导致的。 浅黄色：表示蓄电池存在故障，可能是电池本身的问题或充电系统的问题，需要进一步检查和维修。 独特的螺旋状极板设计，搭配胶体电解液，为蓄电池带来更稳定的性能表现与更长的使用寿命。 结构 拥有更高的能量密度，性能表现更加稳定，且使用寿命更长，为车主提供更为持久与可靠的动力支持。 特点 二、蓄电池的构造与型号 4、螺旋状极板胶体型免维护电池 新知学习 02 化学能与电能相互转化：蓄电池具备独特能力，能够将化学能直接转化为电能，为汽车提供启动、照明等所需电力，同时也能将电能储存起来，实现能量的循环利用。 放电过程：在放电过程中，蓄电池中的化学能经过化学反应转化为电能，为汽车的各项电气系统提供稳定的电力支持，确保汽车的正常运行。 充电过程：蓄电池的充电过程是将电能输入到蓄电池中，通过化学反应将电能转化为化学能，为蓄电池的再次使用做好准备，实现能量的储存和再利用。 三、蓄电池的工作原理与特性 1、蓄电池的工作原理 新知学习 02 三、蓄电池的工作原理与特性 2、蓄电池的特性 新知学习 02 蓄电池的静止电动势通常保持在约2V左右，这一指标反映了蓄电池的电压特性，是衡量蓄电池性能的重要参数之一。 静止电动势 内阻是蓄电池性能的关键指标，它影响了蓄电池的输出能力和起动性能。内阻过大可能导致蓄电池输出下降，影响汽车电气系统的正常运行。 内阻 随着放电时间的延长，蓄电池的电压会逐渐降低，这是蓄电池放电特性的直观表现。了解这一特性有助于合理使用蓄电池，避免过度放电造成的损害。 放电特性 蓄电池的充电需要精确控制充电电流和电压，以确保充电过程的安全和有效。不恰当的充电方式可能对蓄电池造成损害，影响其使用寿命和性能。 充电特性 三、蓄电池的工作原理与特性 2、蓄电池的特性——静止电动势 新知学习 02 定义：蓄电池静止时，正负极板之间的电位差，是衡量蓄电池性能的重要参数。 测量方法：可使用直流电压表或万用表进行测量，方法简单可靠，能准确反映蓄电池状态。 影响因素：电解液的温度和密度对静止电动势有重要影响，是评估蓄电池性能时需考虑的因素。 三、蓄电池的工作原理与特性 2、蓄电池的特性——内阻 新知学习 02 内阻定义：内阻是电流流过蓄电池内部时所受到的阻力，是衡量蓄电池性能的重要参数之一。 内阻组成部分：内阻由欧姆内阻、电化学极化内阻和浓差极化内阻三部分组成，共同影响了蓄电池的性能。 内阻影响因素：内阻的大小受到极板厚度、电解液温度、密度和纯度等因素的影响，是评估蓄电池性能的关键指标。 三、蓄电池的工作原理与特性 2、蓄电池的特性——放电特性 新知学习 02 蓄电池的放电特性描述了其端电压和电解液密度随时间变化的规律，这是评估蓄电池性能的重要指标。 放电特性介绍 放电初期端电压和电解液密度快速下降，随后进入相对稳定阶段，接近放电终止时端电压再次快速下降。 放电阶段特性 三、蓄电池的工作原理与特性 2、蓄电池的特性——充电特性 新知学习 02 充电结束 端电压急剧下降，表明充电过程已经结束，电解液密度保持稳定或继续下降。 充电后期 端电压急剧上升至2.7V，表明充电即将结束，电解液密度达到最高点后开始下降。 充电中期 端电压和暂时电动势会稳定上升，电解液密度继续增加，表明充电的持续阶段。 充电曲线变化 端电压、暂时电动势、静止电动势和电解液密度会随着充电时间增加而发生变化。 充电初期 端电压和暂时电动势会迅速上升，随着电解液密度的增加而增加，表明充电的初步阶段。 三、蓄电池的工作原理与特性 2、蓄电池的特性——充电方法 新知学习 02 恒压充电：以恒定的电压对蓄电池进行充电，需要精确控制充电电压，确保充电过程稳定且不过充。 恒流充电：以恒定的电流对蓄电池进行充电，需要监控充电电流，确保充电过程稳定且不过充。 快速充电：采用大电流和高电压快速对蓄电池进行充电，缩短充电时间，但需注意对蓄电池的冲击。 三、蓄电池的工作原理与特性 2、蓄电池的特性——充电过程示例 新知学习 02 分析蓄电池完全充电过程中的电压、电流和电解液密度变化，了解充电状态和效果。 在完全充电过程中，均衡充电至关重要，能确保蓄电池组中各电池充入相同电量，避免充放电不均。 均衡充电的重要性 完全充电曲线分析 蓄电池的容量 蓄电池的容量是指蓄电池在规定条件下能够放出的最大电量，通常以安培小时（Ah）为单位。蓄电池的容量分为理论容量、实际容量、额定容量和储备容量四种。 容量与放电率关系 蓄电池的容量与其放电率（即放电电流与电池容量的比值）密切相关，放电率越高，蓄电池的容量越小。 四、蓄电池的容量及其影响因素 1、蓄电池的容量 新知学习 02 极板结构数量：蓄电池的容量与极板的结构和数量密切相关，极板面积大、数量多，蓄电池的容量也相应增大。 电解液温度：电解液的温度对蓄电池的容量有影响，温度升高，电解液的电阻减小，内阻降低，蓄电池的容量会有所提升。 电解液密度：电解液的密度对蓄电池的容量也有影响，适当增加电解液的密度可以提高蓄电池的容量。 四、蓄电池的容量及其影响因素 2、影响容量的因素 新知学习 02 确保正确连接 在安装或更换蓄电池时，务必确保连接正确，先连接正极后再连接负极，以免因反向连接造成短路或损坏蓄电池。 避免过度放电和充电 过度放电或充电会严重影响蓄电池的寿命和性能，应避免让蓄电池长时间处于低电量或过充状态。 五、蓄电池的使用与维护 1、蓄电池的使用 新知学习 02 保持外表面清洁干燥：定期清洁蓄电池外表面，保持其干燥无污渍，避免外部因素影响蓄电池性能。 检查电解液液面高度：定期检查电解液液面高度，如需添加应使用纯净的电解液，确保液面高度维持在规定范围内。 调整电解液密度：根据季节变化调整电解液密度，夏季使用密度较低的电解液，冬季则使用密度较高的电解液，以优化蓄电池性能。 冬季保持蓄电池充足电：冬季低温环境下，应特别关注蓄电池的电量状态，保持蓄电池充足电，避免因低温导致电量过快消耗而影响起动性能。 五、蓄电池的使用与维护 2、蓄电池的维护 新知学习 02 六、蓄电池常见故障的排除 1、蓄电池的故障 新知学习 02 蓄电池长期不用或充电不足会导致极板硫化，表现为电池容量减小、内阻增大、充电接受能力下降等。 极板硫化 蓄电池在无负载或小电流放电时也会自行消耗电量，导致电压逐渐下降，这可能是由于内部化学反应或电路问题引起的。 自放电 六、蓄电池常见故障的排除 2、故障的排除方法 新知学习 02 去硫化充电 通过特定的充电方式，如脉冲充电或恒流充电，去除蓄电池表面的硫化物，恢复其容量和性能。 电解液更换与清洗 定期更换电解液，并清洗蓄电池内部，保持其清洁和良好的工作环境，以延长蓄电池的使用寿命。 采用锂离子作为电荷载体，具有高能量密度、长循环寿命和环保无污染等优点。 锂离子电池 采用锂聚合物作为电解质，具有更灵活的形态、更高的安全性和能量密度。 锂聚合物电池 七、电动汽车用高能电池 1、高能电池的类型 新知学习 02 高能量密度：高能电池具备卓越的能量存储能力，能够为电动汽车提供持久的续航里程，减少充电频率。 长寿命：设计寿命长，能够经受住长时间的充放电循环，降低更换成本，提升车辆使用的经济性。 环保无污染：生产和使用过程中产生的废弃物较少，有助于减少对环境的负担，实现绿色出行。 七、电动汽车用高能电池 2、高能电池的特点 新知学习 02 电动汽车 高能电池以其大容量和长寿命的特性，完美驱动电动汽车行驶，提供强劲动力和稳定续航。 混合动力汽车 在混合动力汽车中发挥关键作用，结合传统燃油和电动技术，实现高效能源利用和优异性能。 七、电动汽车用高能电池 3、高能电池的应用 新知学习 02 学习重点：蓄电池的构造特点及型号解析，充放电特性与容量影响因素。 学习难点：蓄电池工作原理的化学反应过程，电动汽车高能电池与传统蓄电池的差异分析。 新知学习 02 1. 蓄电池在汽车电气系统中的核心作用不包括以下哪一项？（ ） A. 发动机启动时向起动机供电 B. 调节发电机输出电压的稳定性 C. 发电机超载时协助供电 D. 吸收电路中的瞬间过电压 答案：B 2. 铅酸蓄电池的电解液通常由以下哪种比例配制而成？（ ） A. 浓硫酸37.5%+蒸馏水62.5% B. 浓硫酸50%+蒸馏水50% C. 浓硫酸62.5%+蒸馏水37.5% D. 浓硫酸25%+蒸馏水75% 答案：A 小试牛刀 03 3. 免维护蓄电池相比普通蓄电池的核心改进是以下哪一项？（ ） A. 采用铅钙锡合金栅架减少水损耗 B. 增加电解液添加孔以方便维护 C. 使用木质隔板提高化学稳定性 D. 壳体采用硬橡胶材料增强抗震性 答案：A 4. 螺旋状极板胶体型免维护电池的主要结构特点是以下哪一项？（ ） A. 极板采用铅钙合金并卷绕成螺旋状 B. 电解液以凝胶状态固定于极板间 C. 壳体底部设计筋条以支撑极板 D. 隔板使用木质材料以降低成本 答案：B 小试牛刀 03 5. 蓄电池的额定容量定义为以下哪种放电条件下的输出电量？（ ） A. 以20小时率电流放电至单格电压1.75V B. 以5分钟率电流放电至端电压9V C. 以10小时率电流放电至电解液沸腾 D. 以30小时率电流放电至极板硫化 答案：A 6. 蓄电池电解液密度过低可能导致以下哪种故障？（ ） A. 极板硫化 B. 极板拱曲 C. 充电电流过大 D. 壳体膨胀 答案：A 小试牛刀 03 7. 以下哪种方法可有效检测蓄电池是否存在自放电故障？（ ） A. 使用试灯法检查外电路漏电 B. 测量电解液密度变化速率 C. 观察极板表面活性物质脱落情况 D. 检测充电时电解液沸腾状态 答案：A 8. 电动汽车用锂离子电池相比镍氢电池的核心优势是以下哪一项？（ ） A. 能量密度提高40%-50% B. 低温启动性能显著增强 C. 成本降低至镍氢电池的1/3 D. 完全免维护且无记忆效应 答案：A 小试牛刀 03 课堂小结 04 深入剖析蓄电池的工作原理，理解其电能与化学能相互转换的奥秘。全面了解蓄电池的各项特性，如电压、容量、内阻等，为实际应用提供理论支持。 作用与分类：提供启动电流、稳压及备用电源，分铅酸（成本低）与碱性（耐低温）两类。 构造与型号：普通蓄电池可补液，干式荷电加液即用，免维护采用铅钙合金减少水耗，胶体型以凝胶电解液抗震。 原理与特性：静止电动势与电解液密度相关，内阻影响充放电效率，放电特性曲线分三阶段。 容量与维护：受温度、电流、硫化影响，需定期检查液面、清洁极柱，避免深度放电。 故障与高能电池：排除硫化、自放电故障；电动汽车用锂电池能量密度高，需电池管理系统（BMS）。 作业布置 05 1.撰写实验报告：对比普通蓄电池与免维护蓄电池的充放电特性。 2.案例分析：某车辆启动困难，结合所学设计故障排查方案。 3.调研任务：收集电动汽车高能电池的最新发展动态。 感谢观看 $$