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

1.2 蓄电池相关知识 《汽车电气设备构造与维修》（高教版·第3版） 同步精品课堂—中职专业课 1 学习目标 学习 目标 1.准确阐述容量的定义 2.了解蓄电池容量构造因素和使用因素 3.掌握蓄电池在使用时的注意事项 4.掌握蓄电池的充电方法 新知学习 情景导入 同学们，蓄电池，这个看似不起眼的部件，却在我们的生活中扮演着至关重要的角色。它不仅为汽车提供启动时所需的强大电流，保障车辆的正常运行，还广泛应用于我们日常使用的手机、笔记本电脑、应急照明设备等各类电子设备中，为这些设备持续供电，维持其正常运转。可以说，没有蓄电池，我们的现代生活将会陷入诸多不便。那么，蓄电池究竟是如何工作的？它的容量又有哪些不同的类型，这些容量又受什么因素影响呢？带着这些疑问，让我们一同走进今天的课程 —— 蓄电池相关知识。 新知学习 一、蓄电池的容量及其影响因素 1.容量 蓄电池在规定条件下(包括放电温度、放电电流和放电终止电压)放出的电量或放电时间称为蓄电池的容量,单位为A·h或min。 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。 新知学习 一、蓄电池的容量及其影响因素 (1)理论容量 假定活性物质全部参加放电反应,由活性物质质量按法拉第电化当量定律计算所得容量称为理论容量。 (2)实际容量 蓄电池实际放出的电量称为实际容量。 新知学习 一、蓄电池的容量及其影响因素 新知学习 (3)额定容量 是指在铅酸蓄电池设计和生产的时候,厂家规定在一定放电条件下,电池能放出的最低限度的电量。铅酸蓄电池的额定容量用20h放电率容量表示。 (4)储备容量 蓄电池在(252)℃条件下,以25A恒流放电至单格电池平均电压降到1.75V时的放电时间，称为蓄电池的储备容量,单位为min。 一、蓄电池的容量及其影响因素 2.影响容量的因素 蓄电池容量大小,标志着蓄电池供电能力的大小。容量越大,可提供的电能就越多,供电能力就越大;反之,容量越小,则供电能力就越小。 影响蓄电池容量的因素主要有构造因素和使用因素。 新知学习 一、蓄电池的容量及其影响因素 新知学习 构造因素对蓄电池容量的影响 ① 极板厚度的影响。极板越薄,活性物质的多孔性越好,电解液越易渗透,活性物质的利用率就越高,输出容量也就越大。 ②极板面积的影响。极板上活性物质的实际表面积(是极板几何尺寸的计算表面积的几百倍)越大,同时参加化学反应的活性物质就越多,蓄电池的放电性能就越好。 ③ 同性极板中心距的影响。缩短同性极板中心距,可以减小蓄电池内阻,因此在保证具有足够电解液量的前提下尽可能缩短中心距,可以增大蓄电池的容量。 一、蓄电池的容量及其影响因素 使用因素对蓄电池容量的影响 ①放电电流的影响。放电电流越大,铅蓄电池的输出容量越小。 ②电解液温度的影响。电解液温度升高时,分子运动速度增加,电解液渗透能力增强,电解液电阻减小,电池容量有所上升。 ③ 电解液密度的影响。适当增大电解液的密度,可以提高电解液的渗透速度及蓄电池的电动势,并可以使其容量增大。 新知学习 二、蓄电池的使用与维护 1.蓄电池的使用与维护 蓄电池的性能与使用寿命,不仅取决于其结构和质量,而且还与使用条件和维护质量密切相关。加强蓄电池的日常维护,合理地使用蓄电池,对延长蓄电池的使用寿命特别重要。 (1)蓄电池的正确使用。为降低汽车的运行成本,延长蓄电池的使用寿命,蓄电池在使用中应注意“三抓”和“五防”。 新知学习 二、蓄电池的使用与维护 (2)蓄电池的储存。 ① 湿储存。暂不使用的蓄电池,应从车上拆下来储存。 ②干储存。蓄电池长时间存放时,最好以干储存法储存。 ③ 储存条件。 新知学习 a.室温为 5~40 ℃,干燥、清洁、通风良好。 b.不受阳光直射,离开热源(暖气设备等)不小于2 m。 c.避免与任何液体和有害物质接触,蓄电池内不得掉入任何金属杂质。 d.应把蓄电池按行排放在木架上,不得倒置及卧放,不得受到任何机械冲击或重压。 二、蓄电池的使用与维护 (3)蓄电池冬季使用注意事项。 ①要始终保持蓄电池在充足电的状态下,以防电解液密度下降而结冰,导致壳体破裂,极板变形,活性物质脱落等。电解液密度,应在不结冰的前提下尽量降低。 ②)补充蒸馏水时,只能在蓄电池充电时进行,让水尽快地和电解液混合,减少其结冰的机会。要定期检查蓄电池液面高度,及时添加蒸馏水。 ③ 冬季蓄电池容量降低,冷起动时,发动机宜进行预热减小起动阻力。 新知学习 二、蓄电池的使用与维护 测量电解液的密度 电解液的密度可用吸人式密度计和光学式密度计测量,如图1-21所示。吸人式密度计的使用方法如图1-21a所示,先吸人电解液,使密度计浮起,电解液液面所在的刻度即为密度值。光学式密度计使用方法如图1-21b所示。 新知学习 二、蓄电池的使用与维护 (4)蓄电池的维护。 实践证明,蓄电池的电气性能和使用寿命不仅取决于其本身的结构和产品质量,而且很大程度上取决于对蓄电池的使用和维护情况。 (5)蓄电池的拆装。 ①蓄电池正、负接线柱的识别。 ②蓄电池的拆卸。 ③ 蓄电池的安装。 新知学习 二、蓄电池的使用与维护 2.蓄电池的充电 (1)充电方法。蓄电池的充电方法有定流充电、定压充电和快速脉冲充电等。常见充电设备有硅整流充电机、晶闸管充电机和快速脉冲充电机等。 ①定流充电。在充电过程中,保持充电电流恒定的充电方法叫定流充电或恒流充电。硅整流充电机和晶闸管充电机都可方便地实现充电电流恒定的控制。采用定流充电可以将不同电压等级的蓄电池串在一起充电,连接方法如图1-25所示。 新知学习 二、蓄电池的使用与维护 ②定压充电。在充电过程中,保持充电电压恒定的充电方法称为定压充电。汽车上的充电系统采用电压调节器实现对充电电压恒定的控制。定压充电连接方法如图1-26所示。 新知学习 二、蓄电池的使用与维护 ③ 脉冲充电。常规充电(定压、定流充电)完成一次初充电需60~70h,补充充电需 20h左右,由于充电时间太长,给使用带来不便,用单纯加大电流充电时温升过快,会产生大量气泡,造成活性物质脱落,缩短使用寿命。 新知学习 二、蓄电池的使用与维护 (2)电解液的配制。电解液由蒸馏水和化学纯硫酸按一定体积或质量比配制而成。 ① 电解液的密度选择。 ②配制电解液时应注意的事项。 新知学习 配制电解液必须应用耐酸、耐腐蚀的玻璃、陶瓷、硬橡胶或铅质容器,容器、搅拌棒、温度计、密度计等用具均应保持清洁干净;准备好10%的碳酸钠溶液,以备硫酸或电解液溅在人体上时作中和处理用,以免腐蚀操作人员身体和衣服;操作者必须穿戴防护眼镜、橡胶手套、塑料围裙、高筒胶鞋等安全防护用具,以防烧伤。 二、蓄电池的使用与维护 (3)充电种类。 ①初充电。对新蓄电池或更换极板的蓄电池在使用前进行的首次充电,称为初充电。 ②补充充电。蓄电池使用后的充电,称为补充充电。蓄电池在汽车上由发电机进行的定压充电,不能保证蓄电池彻底充足时,应进行补充充电。 新知学习 二、蓄电池的使用与维护 ③快速脉冲充电。快速脉冲充电前,应先检査电解液密度,并根据其全充电状态时的密度值计算蓄电池的剩余容量,以确定充电时间,并将充电设备上的定时器调到相应时间上。 ④去硫充电。蓄电池产生硫化故障后,其内阻将显著增大,开始充电时充电电压较高(严重硫化者高达 2.8V以上),温升亦较快。 新知学习 二、蓄电池的使用与维护 (4)充电时应注意的事项。 ①严格遵守充电规范。 ②配制和注人电解液时,要严格遵守安全操作规则和器皿的使用规则。 ③充电时,应先接好蓄电池线,导线连接必须可靠,防止发生火花;停止充电时,应先切断充电机交流电源。 ④充电过程中,要经常测量各个单格电池的电压和密度,及时判断充电程度和技术状况不同技术状况的蓄电池充电时的表现见表1-3。 新知学习 二、蓄电池的使用与维护 新知学习 三、蓄电池常见故障的排除 1.极板硫化 极板上生成白色粗晶粒硫酸铅的现象称为“硫酸铅硬化”,简称“硫化”。 (1)产生硫化的主要原因。 ①蓄电池长期充电不足或放电后未及时充电,当温度发生变化时,硫酸铅发生再结晶的现象。 ② 电解液液面过低,极板露出部分与空气接触而发生氧化,由于液面的上下波动,氧化的极板时干时湿而发生了再结晶。 新知学习 三、蓄电池常见故障的排除 ③ 蓄电池经常过放电或小电流深度放电,使硫酸铅深人到极板内层,充电时又得不到恢复,久而久之也将导致硫化。 ④电解液不纯、密度过高和气温剧烈变化等都是促使硫化形成的外部原因。 (2)预防极板硫化的措施。对蓄电池定期进行补充充电,使其经常处于充足电状态;放完电的蓄电池应在24h内进行补充充电;电解液密度应适当,液面高度应符合规定。 新知学习 三、蓄电池常见故障的排除 2.活性物质脱落 活性物质脱落主要是正极板上的活性物质二氧化铅脱落。严重时,电解液混浊并呈褐色。 (1)活性物质脱落的原因。 ① 充电电流过大或长时间过充电,电解水,产生大量气体,在极板内部造成压力,使活性物质脱落。 新知学习 三、蓄电池常见故障的排除 ②大电流放电,尤其是低温大电流放电,硫酸铅迅速生成,体积严重膨胀,极板拱曲变形促使活性物质脱落。 ③ 蓄电池极板组松旷、安装不良、汽车行驶颠簸振动等也会加速活性物质脱落 (2)预防极板活性物质脱落的措施。避免过充电和大电流长时间充、放电;安装搬运蓄电池应轻搬轻放,避免振动冲击;蓄电池在汽车上的安装应牢固可靠。 新知学习 三、蓄电池常见故障的排除 3.自行放电 蓄电池在无负载状态下,电量自行消失的现象称为自行放电(俗称“漏电”),若每昼夜电量降低超过 2%额定容量,说明蓄电池有自行放电故障。 (1)自行放电的原因。 ① 电解液不纯,含铅以外的其他金属杂质过多,这些金属微粒在电解液中与正、负极板形成封闭型微电池而放电。 新知学习 三、蓄电池常见故障的排除 ②蓄电池顶部不清洁,造成正、负极柱之间短路,导致自行放电,外露式联条的蓄电池自行放电更为严重。 ③蓄电池内部正、负极板短路,如隔板破裂、极板拱曲变形、活性物质严重脱落、极板组装时不慎落人铅渣等。 (2)预防自行放电的措施。配制电解液用的硫酸及蒸馏水必须符合规定;配制电解液所用器皿必须是耐酸材料制作的,配好的电解液应妥善保管,严防掉入脏物;加液螺塞要盖好,保持电池外表清洁干燥;补充的蒸馏水要符合要求。 新知学习 四、电动汽车用高能电池 电动汽车(EV)与普通“汽车”的主要区别是动力源不同,EV用蓄电池-电动机系统,FCEV用燃料电池发动机-电动机系统,HEV用混合动力发动机-发电机和电动机系统,取代了内燃机汽车的汽油机、柴油机。EV是一种较理想的“零污染”或“超低污染”的车辆,它噪声和振动小、操作性能好,是取代内燃机汽车的主要车型。 新知学习 随堂练习 (1)简述实际容量与额定容量的区别。 (2)说明蓄电池冬季使用时的注意事项及原因。 课堂练习 1.冬季使用蓄电池时，以下做法正确的是（ ）。 A. 降低电解液密度 B. 不及时充电 C. 经常检查电解液液位 D. 让蓄电池过度放电 答案：C 解析：冬季应经常检查电解液液位，因为电解液在低温下可能会有损耗。冬季应适当提高电解液密度，增强其抗冻能力；不及时充电和过度放电都会对蓄电池造成损害。 课堂练习 2.以下哪种是蓄电池的正确充电方法？（ ） A. 大电流快速充电 B. 小电流长时间充电 C. 先大电流后小电流充电 D. 先小电流后大电流充电 答案：C 解析：先大电流充电可使蓄电池快速达到一定电量，接近充满时改用小电流充电，能使极板深处的活性物质充分反应，提高充电效率和电池性能。大电流快速充电易使电池发热、失水，损坏电池；小电流长时间充电效率较低；先小电流后大电流充电不符合最佳充电方式。 课堂练习 3.充电时，若发现蓄电池温度过高，应（ ）。 A. 继续充电 B. 加大充电电流 C. 减小充电电流或暂停充电 D. 更换蓄电池 答案：C 解析：充电时蓄电池温度过高，可能会损坏电池，应减小充电电流或暂停充电，待温度降低后再继续充电。继续充电或加大充电电流会使温度进一步升高，损坏电池；温度过高不一定是电池本身损坏，无需更换蓄电池。 课堂练习 4.蓄电池活性物质脱落的原因不包括（ ）。 A. 充电电流过大 B. 过度放电 C. 电解液温度过高 D. 充电电流过小 答案：D 解析：充电电流过大、过度放电、电解液温度过高都会使极板膨胀、收缩，导致活性物质脱落。充电电流过小一般不会引起活性物质脱落，只会使充电时间延长，充电不充分。 课堂练习 5.电动汽车用高能电池要求（ ）。 A. 高能量密度、高功率密度 B. 低能量密度、高功率密度 C. 高能量密度、低功率密度 D. 低能量密度、低功率密度 答案：A 解析：电动汽车用高能电池需要具备高能量密度，以增加车辆的续航里程，同时需要高功率密度，以便在车辆启动、加速等过程中提供足够的动力。低能量密度和低功率密度无法满足电动汽车的性能需求。 课堂练习 6.蓄电池的额定容量与（ ）有关。 A. 电解液密度 B. 极板数量 C. 放电时间 D. 充电时间 答案：B 解析：极板数量越多，极板面积越大，活性物质越多，蓄电池的额定容量越大。电解液密度主要影响电池的性能和抗冻能力等；放电时间和充电时间与容量的测量和使用有关，但不是决定额定容量的直接因素。 课堂练习 7.蓄电池在维护过程中，需要定期检查（ ）。 A. 电解液颜色 B. 电池外观是否有破损 C. 充电设备电压 D. 以上都是 答案：D 解析：定期检查电解液颜色可判断电解液是否变质；检查电池外观是否有破损，防止电解液泄漏等安全问题；检查充电设备电压，确保充电正常。所以以上选项都正确。 课堂练习 8.蓄电池在拆装过程中，应先（ ）。 A. 拆除正极接线柱 B. 拆除负极接线柱 C. 安装正极接线柱 D. 安装负极接线柱 答案：B 解析：蓄电池在拆装过程中，应先拆除负极接线柱，防止在拆卸过程中工具误触车身等金属部位造成短路。安装时则先安装正极接线柱，最后安装负极接线柱。 课堂小结 感谢观看 $$