铅酸蓄电池三段式智能充电器设计毕业论文.doc

铅酸蓄电池三段式智能充电器设计毕业论文 前 言 如今，越来越多的家庭开始拥有自己的汽车，根据国家统计局的统计，2003年全国民用汽车保有量达到2400多万辆，其中私人汽车1219万。蓄电池电池的作用是汽车驱动系统的惟一动力源。而在装备传统发动机与蓄电池的混合动力汽车中，蓄电池既可扮演汽车驱动系统主要动力源的角色，也可充当辅助动力源的角色。法国普兰特发明铅酸蓄电池，150年的发展历程铅酸蓄电池在理论研究方面，在产品种类及品种、产品电气性能等方面都得到了长足的进步，不论是在交通、通信、电力、军事还是在航海、航空各个经济领域，铅酸蓄电池都起到了不可缺少的重要作用。电池充电速度和效率生产工艺要求的提高受到重视。快速充电技术的研究和改，得到了许多人员的关注，并取得了一定的成就，并首次成功地应用于电机和矿山机车牵引电池。改进的快速充电器实现了数字控制，大大提高，使充电系统的和维护工作大大。发动机起动时，向起动机、点火系统等主要用电设备供电。 在发动机不运行或低速运行时，蓄电池向各种用电设备供电。 当用电设备过多、用电量超过发电机的供电能力时，蓄电池协助发电机向各种用电设备供电。 稳定电压的作用。蓄电池相当于一个大电容，可以吸收电路中瞬间的过电压，以保护用电设备。 二、蓄电池的构造 汽车常用的蓄电池为铅酸蓄电池，12V的蓄电池由6个单格蓄电池串联而成，每个单格蓄电池的标称电压为2V，充满电时为2.1V。 图2.1 蓄电池结构图 如图2.1所示，铅酸蓄电池由极板、隔板、电解液和壳体组成。 蓄电池的极板分为正极板和负极板，它们都以铅—锑合金浇铸成的栅架为骨架，在栅架上填充活性物质制成极板。正极板上的活性物质是深棕色的二氧化铅(PbO2)，负极板上的活性物质是海绵状、青灰色的纯铅(Pb)。目前，蓄电池采用的栅架有二种，一种为普通型，另一种为放射型。其中放射型栅架具有输出电流大、内阻小的特点，在新型蓄电池中采用。为了增大蓄电池的容量，每个单格蓄电池都由多个正、负极板组成极板组。每两片负极板之间都夹有一个正极板，使正极板两侧充、放电均匀。普通蓄电池正极板厚度一般为2.2mm，负极板厚度为1.8mm。将正负极板浸入电解液中，就可获得约2.1的电动势。为增大蓄电池容量，将多片正负极板分别并联，焊接成正负极板组。正负极板相互交错嵌合，中间插入隔板后装蓄电池单格内，便形成单格电池。在每个单格电池中负极板总比正极板多一片。因为正极板活性物质比较疏松，且正极板处的化学反应比负极质上的化学反应剧烈，反应前后活性物质体积变化大，所以正极板夹在负极板之间，可使其两侧放电均匀，从而减轻正极板的翘曲和活性物质脱落。 图2.2 栅架结构图 正负极板之间装有绝缘隔板，用来防止极板间的短路。隔板具有多孔性，有利于电解液的自由渗透。隔板采用耐酸性和抗碱性的木质、微孔橡胶、微孔塑料及浸树脂纸质材料制成。近年来，还将微孔塑料隔板做成袋状，紧包在正极板的外部，从而防止活性物质的脱落。 电解液是由化学纯的硫酸（H2SO4）和蒸馏水（H2O）按一定比例配制而成的硫酸水溶液（密度为1.24～1.31克/立方厘米）。 电解液密度对蓄电池的容量和寿命影响大。密度大可以提高蓄电池的容量，减少结冰的危险；但粘度增加，流动性变差，使蓄电池的容量下降，而且腐蚀作用增强，降低极板和隔板的寿命。 壳体采用耐酸、耐热和耐震的硬橡胶或聚丙稀塑料制成整体式结构，壳体内分成６个互不相通的单格，每个单格内装有极板组和电解液组成一个单格的蓄电池。壳体的底部有凸起的筋，用来支撑极板组，并使极板上脱落下来的活性物质落入凹槽中，防止极板短路。 2.2蓄电池的放电工作原理 充电完成后的铅酸蓄电池，正极板二氧化铅（PbO2），在溶液中水分子的作用下，水少量二氧化铅生成物质氢氧化铅（Pb(OH)4），可离解不稳定溶液中，正极板上铅离子（Pb4），正极板上电子。 铅酸蓄电池充电后，铅（Pb），与的硫酸（H2SO4）发生反应，成铅离子（Pb），铅离子电解液中，多余的两个电子（2e）。 外电路（电池开路），由于化学作用，负极板上电子正极板上电子，两极板间就产生了一定的电位差，在蓄电池正、负极板之间接入负载，放电过程。此时，正极板电位下降，负极板电位上升，正负极板上的活性物质（PbO和Pb）都不断地转变为硫酸铅（PbSO），电解液中的硫酸逐渐转变为水，电解液比重下降，从而增加蓄电池内阻、降低电动势。Pb+Pb