乱谈一下内燃机的启动电瓶。

三杯五粮液

混数码之家也有几年了，之前一直在其他帖子里发过一些自己玩电池的体会，但不成体系。所以想到归结到一个帖子里面。既然是乱谈，那么想到哪里就写到哪里，两个想法，一个是给萌新小白一点帮助，再就是抛砖引玉，期待高手的加入也能相互提高水平。
先谈一下内燃机电池的作用，首先是启动，其次各类电喷ECU什么的在启动之前的供电。总之在启动之前，一切用电都归电池管，其实之前的老式柴油机，机械式的高压泵，也没有那么多电子设备，手摇式启动不用电池也是可以的。最简单的就是手扶拖。没电瓶发电机一根摇把全搞定。所以从这个角度来讲，貌似电池也不是不可或缺的玩意。当然技术进步，电瓶加上发电机成了标配。启动之前的供电越来越重要，发电机的功率也越做越大了。

邪恶海盗

老式的内燃机都是压燃的,新的用电控的目的是小型化及效率化

szb314

你这讨论的主角好像是内燃机，电瓶是配角

tyuka

楼主话还没说完

wyf7056

占楼占楼

wyf7056

邪恶海盗 发表于 2021-2-22 12:30
老式的内燃机都是压燃的,新的用电控的目的是小型化及效率化

主要目的的闭环控制，环保要求

piaoxue20000

邪恶海盗 发表于 2021-2-22 12:30
老式的内燃机都是压燃的,新的用电控的目的是小型化及效率化

气油发动机必须要火花塞点火吧，压燃的是柴油发动机吧

三杯五粮液

铅酸电池是最广泛运用的电池，原理其实很简单，在家里用两片铅片泡在硫酸溶液里就成了最简单的铅酸电池。硫酸和铅反应在表面形成了硫酸铅不溶于水。接上直流电源以后给它充电，在正极形成二氧化铅，负极的还原成纯铅。接上负载后负极的铅变成硫酸铅，正极的二氧化铅也变成硫酸铅。这样形成了一个完整的充放电循环。

正极的二氧化铅是强氧化剂，附着在铅板上泡在硫酸里，本身就形成了一个原电池，所以一般而言铅酸电池要坏先坏正极，负极倒是很少损坏，80-90年代为了降低成本，搞过一些用负极极板替代正极的办法，这样两个电池可以修复为一个基本算是新的电池。但因为正负机的配方并不一样，虽然修复的电池可以用但是效果并不理想。也算解决了一些燃眉之急吧。

成品电池厂的工艺：在铅的栅格上涂满硫酸铅的膏泥，正负极都是硫酸铅，但因为铅、二氧化铅和硫酸铅的密度并不一样，所以正负极的配比并不一样，具体说起来铅的密度最大，二氧化铅次之，硫酸铅的密度最小。总的要求就是在充电和放电的过程中极板的膨胀-收缩率最小。另外为了防止正极栅格的腐蚀，加入了锑合金。

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用在内燃机上的电池，具体来讲是启动型铅酸电池，要求是内阻低放电猛。所以采用的工艺就是涂膏式，正负极的隔板也是高透过性也是降低电池内阻。这样做出来的电池放电很猛但是并不适合长时间小电流比如电动车的供电。前面已经说过了，铅酸的每一次放电过程就是一次极板的膨胀过程，充电后收缩。这样的循环导致的一个后果就是极板上的活性物资的脱落。容量越用越小。
为了小电流长时间的使用，在正极上套一个耐酸的玻璃丝管，这样就形成了玻璃丝管式的正极，这一类电池广泛用在列车照明等非启动的场合，但这类电池因为丝管的加入，虽然避免了掉粉，也导致内阻增加。

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piaoxue20000 发表于 2021-2-22 13:20
气油发动机必须要火花塞点火吧，压燃的是柴油发动机吧

有一类摩托车可以不用电瓶自带磁电机和启动脚杆，磁电机上有一个专用的点火线圈输出400伏左右的交流，升压到2万后给火花塞点火。

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铅酸电池和别的二次电池不同的地方是电解液硫酸也要参与反应，所以必须保证一定的量，这在固定场合比如电信机房问题还不大，用于移动则必须提高硫酸的密度，一般固定用到1.22即可启动电池则到了1.28。硫酸密度增大导 致了一个问题就是极板的硫酸化：长期泡在硫酸里会形成一部分不容易转化的硫酸铅大颗粒。结果还是电池容量减少，另外，铅酸电池的内阻，在满电和空电下的差异是非常大的。也是因为硫酸铅的导电性最差。放电后的内阻增大很多。

zhihuasz

现在稍微高级一点的车，都是两个电瓶。

没什么好谈的，车厂一直用铅酸电池，主要是成本考虑，另外就是安全性考虑。内燃机皮带带动的发电机，注定了电压不会十分精确稳定。铅酸电池的电压范围较广，也不需要多少额外的电路配合，而且极端环境下的安全性好（撞车、甚至雷击）。

变色龙

说个AMG电瓶的问题，AMG电瓶用于自启动的车型，由于频繁的启动所以发电机发电量比一般的要大，充电电流也大，保证了电瓶的电量，如果我用普通的电瓶并接法拉电容的话不也能达到这效果？能耐瞬间大电流充放电

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变色龙 发表于 2021-2-22 21:55
说个AMG电瓶的问题，AMG电瓶用于自启动的车型，由于频繁的启动所以发电机发电量比一般的要大，充电电流也大 ...

其实启动那一下子虽然电流很大，但因为时间短还真消耗不了多少电，我用法拉电容实验过，拔出充电线，启动一次电压降0.2伏左右从14到13.8伏。默认也可以估算，300A*3秒=900库伦，翻一倍算1800安秒也就0.5安时的电量。
但红灯熄火后车上的其他设备是要消耗电量的，这个电量平时是由发电机供应的。而且经常启停，一是启动的消耗要比普通电池多2-3倍，二是停了电池向其他设备的供电。所以，个人认为所谓的启动电瓶，无非就是一个容量大，内阻低而已。或者说如果非启停电瓶用到50安时，可能启停要75安时以上。而且启停同规格下也要比普通的电池内阻小。

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还有一个原因，因为内阻小，可以接受大电流充电。在很短的时间内就可以把消耗的电量补上，当然配套的发电机可能也要比普通的输出功率要大。

三杯五粮液

总结一下电池在内燃机系统的作用如下
一是启动机器
二是提供在启动之前的全车负载电力，比如发电机励磁、燃油泵，ECU，喷油器，灯光，助力等等，其实还是为启动做准备
三是在启动后的稳压滤波作用，这个功能估计为大多数人所忽略了。这里重点讲一下，启动后发电机输出的电压是三相交流电，经6个二极管整流出来后变成了脉动直流，具体波形我就不想上图了大家自行脑补单相桥式整流后的波形，大致差不多虽然三相比单相平滑。但脉动还是很明显的，我在启动后怠速拆掉电瓶用数字表实测的电压在小范围不停的变动。接上电瓶就稳定了。
电瓶的稳压作用是非常重要的，早期的发电机不带励磁稳压功能或者说稳压性能不好，转速的变化可以引起发电机输出电压的大幅波动，据说一脚油门轻松干到80伏的电压输出，如果没有电瓶的稳压作用，后果可能是灾难性的。现在的发电机虽然有励磁调节器输出电压不至于变化太大。但因为是脉动的直流，所以如果不接电瓶会产生一些“不可描述”的后果，包括但不限于电动助力消失、设备莫名其妙的重启等等。所以实际使用过程中电瓶和发电机应该看成一个整体是不允许断开的。这也是我之前在老版论坛专门发过帖子谈各种锂电池上车不能装保护板的理由。涉及安全问题请大家能足够重视！

dlfz130

三杯五粮液 发表于 2021-2-22 14:18
有一类摩托车可以不用电瓶自带磁电机和启动脚杆，磁电机上有一个专用的点火线圈输出400伏左右的交流，升 ...

老嘉陵70这一类的交流点火的就可以不用电瓶，就是容易电压过高烧大灯。

hongo

dlfz130 发表于 2021-2-25 08:06
老嘉陵70这一类的交流点火的就可以不用电瓶，就是容易电压过高烧大灯。

改成LED的就不会烧了:lol:可惜那年代没有LED大灯

343873163

三杯五粮液 发表于 2021-2-22 23:57
其实启动那一下子虽然电流很大，但因为时间短还真消耗不了多少电，我用法拉电容实验过，拔出充电线，启动 ...

铅酸电池耗电量可真不是这么算的，你计算只是理想状态。
铅酸电池0.1c放电  0.2c  0.5c 1c  甚至10c  30c放电 所放出容量完全不同，放电电流越小 放出容量越大。反之放电电流越大 电量越少。

启动那几秒确实可以用仪器测量计算出放电能量，但无法计量剩余容量，

bear7791

我的就是便宜铁锂加法拉，唉，穷啊。。估计漏电有点大，三四天开一次车没问题，一把起动，但要是放个十天再启动有点软，也可一把起，要是放半个月，非要充电十几分钟后才行。铁锂祼奔，法拉也是。:titter:
补充一下，该裸奔组合已经用了差不多三年，没有异常和铁锂鼓包。