汽車電力的源泉——蓄電池結構與工作原理解析

電瓶的概念及作用

什麼是電瓶

蓄電池（俗稱「電瓶」）是一種將化學能轉換成電能的裝置，是可逆的低壓直流電源。為了不讓大家產生歧義，以下都稱為蓄電池。

蓄電池有什麼作用？

1、在發動機起動時，向起動機、點火系統等主要用電設備供電。

2、在發動機不運行或低速運行時，蓄電池向各種用電設備供電。

3、當用電設備過多、用電量超過發電機的供電能力時，蓄電池協助發電機向各種用電設備供電。

4、穩定電壓的作用。蓄電池相當於一個大電容，可以吸收電路中瞬間的過電壓，以保護用電設備。

蓄電池的分類與型號

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蓄電池的分類

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蓄電池的規格型號

蓄電池的構造

汽車常用的蓄電池為鉛酸蓄電池，12V的蓄電池由6個單格蓄電池串聯而成，每個單格蓄電池的標稱電壓為2V，充滿電時為2.1V。

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極板與極板組

蓄電池的極板分為正極板和負極板，它們都以鉛—銻合金澆鑄成的柵架為骨架，在柵架上填充活性物質製成極板。

目前，蓄電池採用的柵架有二種，一種為普通型，另一種為放射型。其中放射型柵架具有輸出電流大、內阻小的特點，在新型蓄電池中採用。

為了增大蓄電池的容量，每個單格蓄電池都由多個正、負極板組成極板組。每個正極板都處於兩片負極板之間，使正極板兩側充、放電均勻。

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隔板

正、負極板之間裝有絕緣隔板，以防止極板之間短路。 隔板應具有多孔性，以便電解液的自由滲透。隔板採用耐酸性和抗鹼性的木質、微孔橡膠、微孔塑料及浸樹脂紙質材料製成。

近年來，還將微孔塑料隔板做成袋狀，緊包在正極板的外部，防止活性物質的脫落。

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電解液

電解液是由化學純的硫酸（H2SO4）和蒸餾水（H2O）按一定比例配製而成的硫酸水溶液（密度為1.24～1.31克/立方厘米）。

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殼體

蓄電池的工作原理

蓄電池是一個化學電源，其充電與放電過程是一種可逆的化學反應。

蓄電池的工作特性

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蓄電池的內阻

蓄電池的內阻由極板電阻、電解液電阻、隔板電阻及聯條電阻等四部分組成。

極板電阻一般很小，但隨著放電的進行，正負極板上的PbSO4增多，極板電阻增大。

電解液電阻與密度和溫度有關，密度過高或過低，電阻增大；溫度低，粘度大，電阻大。

隔板電阻和聯條電阻與材料、聯條形式有關，對一個製造好的蓄電池來說是一個定值。

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蓄電池的放電特性

放電特性是將充足電的蓄電池，在以20h放電率的電流連續放電過程中，端電壓U、電動勢E和電解液密度γ隨放電時間的變化規律。

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蓄電池的充電特性

充電特性是指在恆電流充電過程中，蓄電池的端電壓U、電動勢E和電解液密度γ隨時間變化的規律。

我們可以根據蓄電池的開路端電壓的大小，來判斷其充電情況：

免維護蓄電池

免維護蓄電池也是鉛酸蓄電池，在使用過程中不需添加蒸餾水，正極端子的腐蝕小，自行放電少，且不需要補充充電。因此，免維護蓄電池在轎車上得到廣泛應用，並將逐漸取代現有的普通鉛酸蓄電池。

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免維護蓄電池的結構特點

1、極板柵架採用鉛—鈣合金或低梯合金的柵架，減少了自行放電和水份的消耗。

2、隔板採用袋狀隔板，以保護正極板的活性物質不脫落，避免極板之間的短路，延長了使用壽命。

3、採用安全通氣孔，在通氣室中設置了氧化鋁過濾器和鈀催化劑，阻止內部硫酸蒸氣的排出，減少了腐蝕作用，並使化學反應中產生的氫離子和氧離子再結合，生成水返回電解液中，從而減少了水份的消耗。

4、單格電池之間的連接採用穿壁式連接，縮短了連接電路的長度，減少了內阻，從而減少了能量損耗和改善起動性能。

5、有些免維護蓄電池裝有電量指示器（也稱充電指示器），能指示蓄電池的電量或充電程度。 指示器顯示綠色、黑色、無色或淺黃色等。

蓄電池的維護與使用

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蓄電池的維護

1、經常擦拭蓄電池表面，保持清潔，以防極間短路。

2、檢查電極端子的連接情況，去掉氧化層，夾緊線夾。

3、檢查液面高度，以防極板硫化。

4、根據季節變化及時調節電解液密度。

5、加液蓋必須擰緊，以防電解液溢出；蓋子上的通氣孔必須暢通，防止充電時氣體排不出而造成殼體破裂。

6、在起動時，每次起動時間不超過5S，連續起動時間間隔大於15S。

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蓄電池技術狀況的檢查

1、外觀檢查

外殼有無裂縫、破損及泄漏；

安裝架是否夾緊，有無腐蝕；

正、負極端子是否氧化及腐蝕，電線夾是否腐蝕，連接導線有無破損等；

表面是否清潔，加液孔蓋的通氣孔是否暢通等。

2、電解液液面的高度檢查

電解液液面應高出極板10～15mm，正常使用時應定期檢查液面高度，必要時補充蒸餾水。

3、放電程度的判斷

根據電解液密度的變化，判斷放電程度；

用高率放電計模擬接起動機時的負載，測量單格蓄電池在大電流放電時的端電壓來判斷放電程度。

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免維護蓄電池的使用

1、技術狀況的檢查

觀察電量指示器，判斷蓄電池的充電狀況；對於液面過低的蓄電池，應查明原因，如外殼裂紋、嚴重過充電（檢查充電系統）。

蓄電池的負載試驗，檢驗負載能力。

2、 免維護蓄電池的充電

免維護蓄電池的充電方法與普通蓄電池的充電相同，補充充電採用定流充電。在充電過程中，注意電解液的溫度，不能起過 45℃。

老侯點評：

蓄電池是汽車上所有電力的源泉，它技術狀況的好壞，直接關係全車的技術性能，比如汽車不易起動等。我們在日常使用中，一是不要讓它過度放電，二是要讓蓄電池保持清潔。使用保養得當的話，用上三五年都不是問題。

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