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图解汽车电气系统10-汽车蓄电池

导读: 尽管铅蓄电池的发明原理已经超过150年了,但直到今天人们还在广泛应用。今天,蓄电池的研究并没有停滞不前。特别是伴随着电动混合动力驱动方案的推广以及电动机动化的开始,我们有理由期待蓄电池的更多新篇章。

一、蓄电池的发展

尽管铅蓄电池的发明原理已经超过150年了,但直到今天人们还在广泛应用。铅蓄电池的主要优点有:

① 良好的性价比

② 高可靠性

③ 批量生产

④ 易用性

今天,蓄电池的研究并没有停滞不前。特别是伴随着电动混合动力驱动方案的推广以及电动机动化的开始,我们有理由期待蓄电池的更多新篇章。

图解汽车电气系统10-汽车蓄电池

二、蓄电池的结构

一个12V蓄电池由六个串联的单体电池构成。它们安装在由隔板分隔的壳体中。

每个蓄电池的基本模块都是单体电池。单体电池由一个极板组构成,它是由一个正极板组和一个负极板组组合而成的。

极板组由电极和隔板构成。每个电极都是由一个铅栏板和活性物质构成的。隔板(微孔绝缘材料)用于分离不同极性的电极。电极或极板组在充满电时沉浸在38%浓度的硫酸溶液中(电解液)。

接线端子、单体电池和极板连接器由铅制成。正极和负极具有不同的直径。正极总是比负极粗。不同的直径可以避免蓄电池连接错误(防止接错极)。单体电池连接线穿过隔板。

图解汽车电气系统10-汽车蓄电池

蓄电池的外壳(模块箱)由耐酸性绝缘材料制成,外面由底板固定蓄电池。上面外壳通过端盖封闭。

图解汽车电气系统10-汽车蓄电池

通过连接线串联连接单体电池,为车辆提供所需的电压。始终确保一个单体电池的负极连接另一个单体电池的正极。

图解汽车电气系统10-汽车蓄电池

三、蓄电池电解液

铅蓄电池中使用了用蒸馏水稀释的硫酸。满充电状态硫酸比例约为38 %,剩下的是水。硫酸离子能够在电极之间导电。

硫酸的密度随着蓄电池充电状态而改变,参见如下表格。

图解汽车电气系统10-汽车蓄电池

表格中的关系仅适用于无负荷的、静态的蓄电池。充电或放电和断开蓄电池之后必须等待至少两小时,以达到静止状态。

为了防止硫酸溢出造成损坏,可以将硫酸束缚在玻璃纤维中防止蓄电池溶液在外壳损坏时流出。

四、充放电过程

1.充电

充电指的是将电能回充到蓄电池中。充电过程中将电能转化为化学能。

一旦发动机运行,就会通过发电机给蓄电池充电。针对电动汽车,12V蓄电池由高压蓄电池充电。这样放电时生成的硫酸铅(PbSO4)和水(H2O)重新变成了铅(Pb)、二氧化铅(PbO2)和硫酸(H2SO4)。

2PbSO4 + 2H2O → PbO2 + 2H2SO4 + Pb

结果就是酸液密度增加,重新储备了释放电能所需要的化学能。

图解汽车电气系统10-汽车蓄电池

2.放电

放电指的是从蓄电池中提取电能。放电过程中将化学能转化为电能。

有用电器与蓄电池连接时,它就会放电。硫酸的比例减小,水的比例增大。正极板和负极板上都产生硫酸铅(PbSO4)。

PbO2 + 2H2SO4 + Pb → 2PbSO4 + 2H2O

结果就是酸液密度减小。

图解汽车电气系统10-汽车蓄电池

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