为什么汽车电瓶电压要设计成12伏,而不是10伏或者20伏?

为什么汽车电瓶电压为12伏,而不是10伏或者20伏?我觉得这个问题可以从两方面解答。

1、汽车电瓶的自身特性

因为蓄电池本质上是一种化学储能设备,充电时把电能转化为化学能,放电时把化学能转化成电能。而电压来自于化学反应时产生的电势能。


由于不同类型的电池其正负极材料和电解液类型不同,所以在发生化学反应时产生的电势能就不同,因此电池的电压也就不同。


家用车的电瓶属于铅酸蓄电池,正极为氧化铅,负极为金属铅,电解液为稀硫酸,标称电压为2伏。意思就是说你用一个容器装上稀硫酸,再放入氧化铅和铅当正负极使其发生化学反应,产生的电势能就是2伏。这个电压与反应物的数量无关。也就是说就算你用一个大水池装满稀硫酸,再用非常大的氧化铅和铅块做正负极,得到的电压仍然是2伏,只是电池容量增大了。


家用车电瓶电压为12伏,因为电瓶内部塞了6个铅酸电池单元,每个单元的电压为2伏,6个串联起来就是12伏了。

所以说汽车电瓶的电压只能是2的倍数,具体多少取决于用电需求。

2、汽车的用电需求

家用车电瓶电压为12伏,10伏的电瓶肯定不行,因为起动机这一关就过不去。但是理论上来说14伏、16伏甚至20伏那是没问题的,为什么不用呢?


我觉得这主要是因为早期使用的就是12伏的系统,并且成了标准,一切与家用车有关的电器设备都是按照这个标准去生产的,而且各种车用电器的标准和规范也都是以12伏系统为基准测试发布的,如果随意更改的话所有相关的设备和标准都要变更,这个成本就比较大了。而目前12伏系统并没有明显的短板,因此在没有特殊需求的情况下肯定还是维持现状最好。

3、为什么汽车电瓶实际电压往往大于12伏?


虽然家用车电瓶规格为12伏,但实际上我们测量时会发现电瓶电压往往会高于12伏。这是为什么呢?


其实原因很简单,因为铅酸电池放电时产生的电势能和电解液密度有关,电解液密度越大产生的电势能就越高。由于充满电时电解液密度最高,所以此时电瓶电压最高。随着电瓶的使用,电解液不断被消耗,密度逐渐降低,产生的电压也会越来越小。


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jimmy771008   2022-07-28 07:39:47  来自  安徽1楼

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