学海网

《汽车电气--蓄电池》教案，包括如下课题：
蓄电池的构造及工作原理
蓄电池的工作特性、型号及容量
蓄电池的充电
蓄电池的故障及其排除
蓄电池的使用与维护

课 题 蓄电池的构造及工作原理
教学目的 1.了解蓄电池的结构与原理。
2.理解蓄电池充放电过程和故障原因。
3.掌握铅酸铅蓄电池的结构、工作原理。
教学时间 90分钟
准备教具
无
教学重、难点 1.重点学习蓄电池充放电过程和故障原因。
2.重点掌握铅酸铅蓄电池的结构、原理、工作特性；充电和充电设备。
教学内容 1. 蓄电池是一种化学电源，靠其内部的化学反应来储存电能或向用电设备供电。目前燃油汽车上使用的蓄电池主要有两大类：铅酸蓄电池（以下简称铅蓄电池）和镍碱蓄电池。同时，由于人们对燃油汽车排放要求的提高和能源危机的冲击，各国正在不断探索和研制电动汽车，其主要的动力源为新型高能蓄电池。下表列出了各种蓄电池特点。
教学内容 类 型 优 点 缺 点 适 用 车 辆
铅酸蓄电池 结构简单；价格便宜；内阻小；电压稳定；可教学内容教学内容教学内容以短时间供给起动机强大的起动电流 比容量小；使用寿命相对较短 一般车辆
镍碱蓄电池 容量大；使用寿命长；维护简单；能承受大电流放电而不易损坏 活性物质导电性差；价格较高 使用时间长、可靠性高的车辆
电动车蓄电池 比容量大；无污染；充、放电性能好；使用寿命长 结构复杂；成本高 电动汽车
2.铅蓄电池由于结构简单、价格便宜、内阻小、可以短时间供给起动机强大的起动电流而被广泛采用。铅蓄电池又可以分为普通铅蓄电池、干荷电铅蓄电池、湿荷电铅蓄电池和免维护铅蓄电池。各种铅蓄电池的特点见下表。
类 型 特 点
普通铅蓄电池 新蓄电池的极板不带电，使用前需按规定加注电解液并进行初充电，初充电的时间较长，使用中需要定期维护。
干荷电铅蓄电池 新蓄电池的极板处于干燥的已充电状态，电池内部无电解液。在规定的保存期内，如需使用，只需按规定加入电解液，静置20～30min即可使用，使用中需要定期维护。
湿荷电铅蓄电池 新蓄电池的极板处于已充电状态，蓄电池内部带有少量电解液。在规定的保存期内，如需使用，只需按规定加入电解液，静置20～30min即可使用，使用中需要定期维护。
免维护蓄电池 使用中不需维护，可用3～4年不需补加蒸馏水，极桩腐蚀极少，自放电少。
3.汽车上装有蓄电池和发电机两个直流电源，这两个电源并联，全车的用电设备均为并联。
教学内容
4. 蓄电池的功用：
1）起动发动机时，蓄电池向起动系和点火系供电。
2）当发动机低速运转，发电机电压低于蓄电池的充电电压时，由蓄电池向用电设备供电。
3）当发动机中、高速运转，发电机电压高于蓄电池的充电电压时，蓄电池将发电机的剩余电能储存起来。
4）当发电机过载时，蓄电池协助发电机向用电设备供电。
5）蓄电池还可以吸收电路中的瞬时过电压，保持汽车电器系统电压的稳定，保护电子元件。
5. 铅蓄电池一般由3个或6个单格电池串联而成，结构如图所示：
1－负极柱 2－加液孔盖 3－正极柱 4－穿壁连接 5－汇流条 6－外壳 7－负极板 8－隔板 9－正极板
1.2.1 铅蓄电池的结构
1．极板
极板是蓄电池的核心部分，蓄电池充、放电的化学反应主要是依靠极板上的活性物质与电解液进行的。极板分为正极板和负极板，均由栅架和活性物质组成。
教学内容 2. 栅架
栅架的作用是固结活性物质。栅架一般由铅锑合金铸成，具有良好的导电性、耐蚀性和一定的机械强度。栅架的结构右上图所示。为了降低蓄电池的内阻，改善蓄电池的起动性能，有些铅蓄电池采用了放射形栅架,右下图为桑塔纳轿车蓄电池放射形栅架的结构。
正极板上的活性物质是二氧化铅（PbO2）呈深棕色；负极板上的活性物质是海绵状的纯铅（Pb），呈青灰色。将活性物质调成糊状填充在栅架的空隙里并进行干燥即形成极板，如右上图所示。
1－极板组总成 2－负极板3－隔板4－正极板5－极板联条
2．隔板
隔板插放在正、负极板之间，以防止正、负极板互相接触造成短路。隔板应耐酸并具有多孔性，以利于电解液的渗透。常用的隔板材料有木质、微孔橡胶和微孔塑料等。其中，木质隔板耐酸性较差，微孔橡胶隔板性能最好但成本较高，微孔塑料隔板孔径小、孔率高、成本低，因此被广泛采用。
3．电解液
电解液在蓄电池的化学反应中，起到离子间导电的作用，并参与蓄电池的化学反应。电解液由纯硫酸（H2SO4）与蒸馏水按一定比例配制而成，其密度一般为1.24～1.30g/cm3。
电解液的密度对蓄电池的工作有重要影响，密度大，可减少结冰的危险并提高蓄电池的容量，但密度过大，则粘度增加，反而降低蓄电池的容量，缩短使用寿命。

……