编号：03

汽车电气设备课程名称 构造与维修 任课教师 编写日期 题目 鲍忠梅 授课日期 授课班级 教研组长意见 签名 日期 §2.2 蓄电池的工作原理和特性 能说明蓄电池的基本工作原理； 目 的 要 求 解释蓄电池的基本工作特性； 掌握蓄电池的容量概念及其影响因素 重点、难点 蓄电池的基本工作特性、蓄电池的容量概念及其影响因素 §2.2 蓄电池的工作原理和特性 ??放电过程?一、蓄电池的工作原理???充电过程??? ?静止电动势和内阻???二、蓄电池的工作特性?蓄电池的放电特性??蓄电池的充电特性????额定容量??影响因素?起动容量?三、蓄电池的容量及其??使用条件对蓄电池容量的影响??大约用时 组 织 教 学 2课时 教具及电化教材，教案 教学手段等 作业布置 教 学 后 记 13 一、复习、回顾 上次课，我们介绍了蓄电池的结构和蓄电池的型号和选用的原则；本节将介绍蓄电池的工作原理和特性，蓄电池的容量概念及其影响因素。 二、导入新课 通过学习蓄电池的工作原理和特性，蓄电池的容量概念及其影响因素，在以后使用蓄电池时，对其有更深的理解，更好的使用蓄电池。 三、明确本次授课的目的与要求 能说明蓄电池的基本工作原理；解释蓄电池的基本工作特性；掌握蓄电池的容量概念及其影响因素。 四、讲解本次授课的具体内容 第二节 蓄电池的工作原理和特性 2.2.1 蓄电池的工作原理 蓄电池的工作过程是化学能和电能的相互转化的过程。当蓄电池将化学能转化为电能而向外供电时，称为放电过程；但蓄电池与外界直流电源相连而将电能转化为化学能存储起来时，称为充电过程。工作过程如图2-7。 图2-7 蓄电池的工作原理图 当蓄电池充足电的时候，正极板上的活性物质是二氧化铅，负极板上是纯铅。放电前，正负极之间的电位差为2.1V。 蓄电池的放电过程如下： 当蓄电池接上负载，在电动势的作用下，电流从正极经过负载流往负极，使正极电位降低，负极电位升高，。破坏了原有的平衡放电的化学反应过程为：正极板处，Pb4+结合电子变成Pb2+，Pb2+与电解液中的SO42- 结合生成硫酸铅，沉附于极板上。负极板上，金属铅电离为Pb2+ 和电子，Pb2+与电解液中的SO42- 结合生成硫酸铅，沉附于极板上。正极板上的二氧化铅和负极板上纯铅都变成了硫酸铅，电解液中的硫酸逐渐减少，而水增多，电解液的密度是逐渐下降的。 蓄电池的充电过程如下： 正负极板上的硫酸铅分别恢复成原来的二氧化铅和铅，电解液中的水减少，硫酸增多，电解液的密度逐渐上升。 14 综上所述，蓄电池充放电过程中的化学反应是可逆的，总的反应式如下： PbO2 + 2H2SO4+Pb?2PbSO4 +2H2O （向右为放电，向左为充电） 2.2.2 蓄电池的工作特性 1.静止电动势：在静止状态下，正负极板间的电位差称静止电动势。两极间的电位差取决于电解液的相对密度和温度。可用万用表直接测得，也可由电解液的密度，根据经验公式取得： Ej=0.85+ρ25℃（V） 其中，ρ25℃（V）为25℃时电解液的相对密度 ρ25℃=ρT+0.0007（T-25） 汽车用蓄电池的电解液密度一般在1.12-1.30 gcm3之间，因此 Ej=1.97～2.15（V） 2.内电阻 铅蓄电池的内阻Rn：电解液电阻+极板电阻+隔板电阻+联条电阻。 电解液电阻与电解液的相对密度、温度有关。 图2-8 电解液的电阻与密度的关系（温度为25℃） 3.蓄电池的放电特性 蓄电池的放电特性指充足电的蓄电池在恒流放电过程中，蓄电池的端电压、电解液的相对密度随放电时间的变化规律。蓄电池以20h放电率恒流放电的特性曲线如图2-9。 电解液的密度是随着放电的进行按直线规律下降的。端电压的变化是不均衡的。 放电开始：端电压U从2.1V→2V快，电解液密度下降快。 放电中期： U从2V → 1.85V时间长，电解液密度下降慢。 放电终期： U从1.85V → 1 .75V下降快。 通常把端电压急剧下降的临界点，称为放电终了，放电终了后再继续放电，成为过放电。过放电影响蓄电池的使用寿命和容量。 停止放电后，端电压可逐渐恢复到1.95V。 放电终止的标志为： (1) 单格电池电压下降到放电终止电压值（以20h放电率放电时，此值为1.75V）。 (2) 电解液的相对密度下降到最小许可值，约为1.11。 图2-9 蓄电池的放电特性曲线 图2-10 蓄电池的充电特性曲线 15 3.蓄电池的充电特性 蓄电池的充电特性指蓄电池在恒流充电过程中，蓄电池的端电压、电解液的相对密度随时间的变化规律。充电特性曲线如图2-10。 电解液的密度是随着充电的进行按直线规律上升的。 端电压的变化是不均衡的充电开始，端电压U迅速上升；进入稳定阶段，电压缓慢上升到2.4V，同时又气魄奥产生；接着电压又迅速上升到2.7V左右稳定不变；切断充电电流，电压逐渐下降到一定值不再变化。 充电终了后再继续充电，成为过充电。过充电影响蓄电池的使用寿命和容量。 充电终了的标志为： （1）电解液呈沸腾状。 （2）电解液的相对密度上升到最大值，且2-3小时内不再上升。 （3）单格端电压上升至最大值2.7V，且2-3小时内不再上升。 2.2.3 蓄电池的容量及其影响因素 蓄电池容量：蓄电池在完全充足电的情况下，在允许放电的范围内对外输出的电量。 Q=It I： 放电电流 A t：放电持续时间 h 1、额定容量：指完全充电的蓄电池，在25℃时，以20h放电率的电流连续放电至单格电压降为1.75V时所输出的电量。 例如，3-Q-90型蓄电池，在25℃时，以4.5A放电电流连续放电20h后，单格电压降为1.75V，它的额定容量为Q=4.5×20=90（A·h）。 2、起动容量：表示蓄电池接起动机时的供电能力，有常温和低温两种起动容量。 常温起动容量指完全充电的蓄电池25℃时，以5 min放电率的电流连续放电至规定的终止电压时所输出的电量。 低温起动容量指电解液的温度为-18℃时，以3倍额定容量的电流持续放电至规定的终止电压时所放出的电量 3、使用条件对蓄电池容量的影响 1）放电电流的影响：放电电流大，U下降快，容量小。 放电电流过大→化学反应在极板表面→内部活性物质不参与→容量下降 提醒：起动发动机时的注意事项？ 每次起动时间不超过5s，再次起动时应间隔10～15s,以便电解液充分渗透 16