「小猪猪绮兰」汽车解说车载低压蓄电池的作用、构造及其工作原理

【「小猪猪绮兰」汽车解说车载低压蓄电池的作用、构造及其工作原理】车载蓄电池是汽车上非常重要的部件 , 它是一种可重复充电的低压直流电源 , 能够将化学能转化为电能 , 又能将电能转化为化学能 。
我们汽车上采用的是酸性蓄电池 , 它的电解液为硫酸 , 极板材料的主要成分是铅 , 因此也成为铅酸蓄电池 。 汽车装配蓄电池的目的主要是启动车辆 , 传统车启动发动机 , 新能源车启动高压系统 。
并且 , 目前汽车上普遍采用的是免维护蓄电池 , 通常情况能够有效使用4年时间 , 在此过程中无需进行任何维护 。
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传统车上 , 车辆装有蓄电池和发电机两个供电部件 , 车上所有的用电设备均与这两个供电部件并联 。 当发动机运行的时候 , 车载用电设备主要由发电机供电 , 因此蓄电池的主要作用如下:
另外 , 蓄电池在整个电路中还相当于一个容量很大的电容器 , 不仅能够维持电压的稳定 , 还能吸收电路中的瞬时过压 , 保护电子器件不被击穿 。
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我们常见的车用蓄电池是由6个单格电池串联而成 , 每个单格电池的电压约为2V , 6个单格电池串联刚好是12V 。 像我们常见的乘用车采用的是12V电压系统 , 因此选用一个蓄电池就可以了;而很多商用车采用的是24V电压系统 , 需要选用两个蓄电池 。
不管是乘用车 , 还是商用车 , 其采用的蓄电池结构基本相同 , 都是由极板、隔板、电极液和壳体组成 。
1)极板
极板是蓄电池的核心部分 , 电能和化学能的转化就是依靠极板上的活性物质实现 , 而最主要的活性物质就是铅 。
极板也分为正极板和负极板 , 是由不同的铅化合物构成 。 通常情况下 , 每个单格电池中 , 负极板会比正极板多一块 。
2)隔板
在对蓄电池进行设计时 , 为了有效的降低电池内阻和尺寸 , 需要将正、负极板尽可能的靠近 , 而为了避免正、负极板短路 , 需要在正、负极板之间用隔板隔开 。
隔板通常是由多孔橡胶或多孔塑料组成 , 目的是便于电解液能够渗透隔板 。 并且 , 隔板还具有耐酸和抗氧化的功能 。
3)电解液
电解液通常是用硫酸和蒸馏水按照一定比例调配而成 , 电解液的纯度会对蓄电池的寿命和性能造成影响 , 因此对电解液的要求也比较高 。
4)壳体
壳体的作用不用说 , 大家肯定知道 , 就是为了封装电解液和极板组 。 我们汽车上常用的免维护电池的壳体主要采用了聚丙烯塑料 , 具有很好的耐热、耐酸、耐冲击性能 。
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蓄电池的工作过程就是电能和化学能的转化过程 , 放电时将化学能转化为电能 , 充电时将电能转化为化学能 。
1)放电过程
正极板具有正电位 , 约为2.0V;负极板具有负电位 , 约为-0.1V , 正负两极之间就存在2.1V的电压 。
当电池外围行车电路回路时 , 在电压的作用下电流从正极流向负极 , 此时正极和负极的活性物质不断与电解液发生化学反应 , 正负极上的铅逐渐转变为硫酸铅 , 电压也逐渐降低 。
2)充电过程
充电时 , 蓄电池与直流电源连接 , 电池正极接电源正极 , 电池负极接电源负极 。
此时电流流向正极 , 正负极上的硫酸铅逐渐还原成二氧化铅和纯铅 , 充电过程会持续到极板上的活性物质完全恢复到放电前的状态为止 。
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参考文献:
[1]杨生辉.汽车电工电子实用维修技能[M].化学工业出版社:北京,2013:1-8.