汽车电器与电子设备

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1、第一章蓄电池蓄电池的功用汽车上蓄电池与发电机并联，共同向用电设备供电。蓄电池的作用：（1）发电机起动时，向发电机和点火系统供电。（2）发电机不发电或电压较低的情况下向用电设备供电。（3）当用电设备同时接入较多、发电机超载时，协助发电机供电。（4）蓄电池存电不足，而发电机负载又小时，它可将发电机的电能转变为化学能储存起来（充电）。1.1蓄电池的构造与型号蓄电池由若干个单格电池串联而成。单格电池：电压2V、一个单格。组成：极板组、隔板、壳体、电解液、铅连接条、极柱等。其结构如图1-1。1.1.1极板组1、正极板：活性物质（二氧化铅PbO2）呈深棕色，厚度2.2mm2、负极板：活性

2、物质（海绵状纯铅Pb）呈青灰色，厚度1.8mm负极板比正极板多一片1.1.3壳体隔开正负极板特性：多孔性、以便电解液渗透、耐酸、抗氧化。材料：微孔橡胶、微孔塑料、木质、玻璃纤维、纸板。1.1.2隔板用来盛放电解液和极板组。早期：硬橡胶现在：工程塑料（聚丙稀塑料）底部：突起肋条（搁置极板、积存脱落的活性物质、防极板短路）加液孔、螺塞（通气孔）。1.1.4联条单格电池的串联方法：内部穿壁式连接：在间壁上打孔穿越传统外露式铅连接条连接：早期1.1.6电解液纯硫酸（相对密度为1.84）+蒸馏水比重一般为1.24-1.30冬季比重大，减少结冰的危险蓄电池的规格型号1－单格数2－用途

3、Q－起动型3－极板类型4－20h放电率的额定容量5－特殊性能3－Q－75123451.2蓄电池的工作原理蓄电池的充、放电过程是一种可逆式电化学反应。一、铅蓄电池的放电过程（化学能→电能）PbO2+Pb+2H2SO4→2PbSO4+2H2O化学反应过程见图1-3a所示二、铅蓄电池的充电过程（电能→化学能）2PbSO4+2H2O→PbO2+Pb+2H2SO4化学反应过程见图1-3b所示1.2.1放电过程正极板PbO2+2H2SO4→Pb+++++2SO4--+2H2OPb+++++2e→Pb++（接通电路）Pb+++SO4--→PbSO4负极板Pb→Pb+++2ePb+++SO4

4、--→PbSO4（接通电路）PbO2+Pb+2H2SO4→2PbSO4+2H2O1.2.2充电过程正极板PbSO4↔Pb+++SO4--Pb++-2e→Pb++++Pb+++++2SO4--↔PbSO4PbSO4+2H2O→PbO2+2H2SO4负极板PbSO4↔Pb+++SO4--Pb+++2e→Pb2PbSO4+2H2O→PbO2+Pb+2H2SO41.3蓄电池的工作特性1.3.1电动势和内阻静止电动势－蓄电池内部工作物质的运动处于暂时的平衡状态时，蓄电池的电动势。Ej=0.84+γ15℃γ15℃=γt+0.00075(t-15)γt：t℃时电解液的比重1.3.2蓄电池的

5、充电特性恒流充电特性曲线见图1-5充电开始：铅蓄电池的电动势和端电压上升到2.3-2.4V，就会产生气泡。当上升到2.7V时，不再上升，硫酸增多，电解液密度增大。当上升到2.7V，活性物质已基本还原为PbO2和Pb。电解液“沸腾”“氢气和氧气”判断蓄电池充足电的现象端电压上升到最大值，且两小时内不再增加；电解液比重上升到最大值，且两小时内不再增加；蓄电池激烈地放出大量气泡，电解液沸腾。1.3.3蓄电池的放电特性恒流放电特性曲线见图1-6放电开始：端电压Uf从2.11V→2V快，电解液密度下降快。放电中期：Uf从2V→1.85V时间长，电解液密度下降慢。放电终期：Uf从1.

6、85V→1.75V下降快。1.4蓄电池容量蓄电池容量——在放电允许的范围内输出的电量。Q=If*tfIf:放电电流Atf:放电持续时间h与放电电流的大小及电解液的温度有关标称容量——在一定的放电电流、一定的终止电压和一定的电解液温度下测得。标称容量有两种：额定容量、起动容量1.4.1额定容量即设计容量指完全充足电的蓄电池，在30℃时，以20h放电率的放电电流连续放电至单格电压降至1.75V时所输出的电量。Q20Ah20h放电率的放电电流——0.05Qe以3-Q-90为例说明如何检验蓄电池的质量？1.4.2起动容量表征蓄电池在发动机起动时的供电能力，由于起动容量受温度影响很大，

7、分为常温和低温两种。常温：30℃、3Qe电流、1.5V、持续时间应在5min以上低温：-18℃、3Qe电流、1V、持续时间应在2.5min以上如何检验蓄电池的起动容量？储备容量蓄电池在25℃的条件下，以25A恒流放电至单格电压下降到1.75V时的放电时间。单位min。表达了在汽车充电系统失效的情况下，蓄电池能为照明和点火系统等用电设备提供25A恒流的能力——仅靠蓄电池供电时，汽车所能运行的时间。1.4.3影响蓄电池容量的因素（一）产品结构因素极板的表面积越大、片数越多→参加反应的活性物质越多→容量越大极