科技改變生活 · 科技引領(lǐng)未來
科技改變生活 · 科技引領(lǐng)未來
現(xiàn)代汽車電氣系統(tǒng)概論（一）汽車電氣系統(tǒng)的組成傳統(tǒng)汽車電氣系統(tǒng)；現(xiàn)代汽車電氣系統(tǒng);1.傳統(tǒng)汽車電氣系統(tǒng)（1）汽車電源蓄電池、發(fā)電機(jī)、電壓調(diào)節(jié)器（2）配電裝置中央接線盒（繼電器、熔斷器）、控制開關(guān)、插接器及連接導(dǎo)線等。（3）檢測(cè)及報(bào)警裝置各種儀
現(xiàn)代汽車電氣系統(tǒng)概論
（一）汽車電氣系統(tǒng)的組成
傳統(tǒng)汽車電氣系統(tǒng)；
現(xiàn)代汽車電氣系統(tǒng);
1.傳統(tǒng)汽車電氣系統(tǒng)
（1）汽車電源
蓄電池、發(fā)電機(jī)、電壓調(diào)節(jié)器
（2）配電裝置
中央接線盒（繼電器、熔斷器）、控制開關(guān)、插接器及連接導(dǎo)線等。
（3）檢測(cè)及報(bào)警裝置
各種儀表、燈光報(bào)警、音響報(bào)警等。
（4）用電設(shè)備
起動(dòng)系統(tǒng)；點(diǎn)火系統(tǒng)；照明與信號(hào)系統(tǒng)；儀表、報(bào)警與電子顯示系統(tǒng)；安全與舒適系統(tǒng)等。
2.現(xiàn)代汽車電氣系統(tǒng)
現(xiàn)代汽車電氣系統(tǒng)是在傳統(tǒng)汽車電氣系統(tǒng)的基礎(chǔ)上改進(jìn)發(fā)展—主要增設(shè)電子控制裝置
（1）發(fā)動(dòng)機(jī)電控燃油噴射
（2）制動(dòng)防抱死ABS、驅(qū)動(dòng)防滑ASR
（3）電控自動(dòng)變速器ECT
（4）電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向
（5）電控懸架
（6）安全氣囊
（7）巡航控制……
二、汽車電氣系統(tǒng)的特點(diǎn)
低壓： 12V （14V～15V）
24V （28V～30V）
直流；
單線（或單、雙線并存）；
負(fù)極搭鐵；
汽 車電源系統(tǒng)
一、汽車電源系統(tǒng)的組成
二、對(duì)汽車電源系統(tǒng)的要求
1.蓄電池主要作用？
—起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)（俗稱起動(dòng)電源）；
要求：
短時(shí)（5～10S）向起動(dòng)機(jī)連續(xù)供給大電流；
容量大—維持供電時(shí)間長(zhǎng)；
內(nèi)阻小—消耗電能少；
強(qiáng)度好、壽命長(zhǎng)、價(jià)格低；
★主要要求：容量大，內(nèi)阻小；
2.發(fā)電機(jī)主要作用？
發(fā)動(dòng)機(jī)只要怠速以上運(yùn)轉(zhuǎn)，必須向汽車用電設(shè)備供電，并向蓄電池充電；
要求：
正常發(fā)電，且穩(wěn)定；
低速供電性能好；
體積小，重量輕，故障率低，壽命長(zhǎng)；
★主要要求：低速供電性能好；
3.電壓調(diào)節(jié)器作用？
根據(jù)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的不斷變化，調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)電壓并使其穩(wěn)定在某一值，保護(hù)用電設(shè)備不燒壞，蓄電池不過充電；
要求：
工作性能可靠，調(diào)節(jié)電壓精度高，體積小，壽命長(zhǎng)；
★主要要求：調(diào)節(jié)電壓精度高;
三、汽車電源系統(tǒng)的現(xiàn)狀與發(fā)展
（一）蓄電池
廣泛采用鉛酸蓄電池；
（二）發(fā)電機(jī)
6管、8管、9管、11管；
有電刷、無電刷；電勵(lì)磁；
內(nèi)搭鐵、外搭鐵；負(fù)極搭鐵；
廣泛采用：11管、有電刷、電勵(lì)磁、外搭鐵、負(fù)極搭鐵；
（三）電壓調(diào)節(jié)器
機(jī)械觸點(diǎn)式—電子分離元件式—集成電路式—微機(jī)控制式
（四）未來汽車電源電壓
從現(xiàn)代汽車普遍采用的12V（或24V）電源電壓，將提高到42V。以使發(fā)電機(jī)能提供更大的極限功率，減小傳輸導(dǎo)線直徑和提高信號(hào)傳輸質(zhì)量。工作更加穩(wěn)定、安全、可靠。
蓄電池
什么叫蓄電池？工作機(jī)理是什么？
化學(xué)能→←電能
一、蓄電池的分類
鉛酸蓄電池：
普通型、干荷電、免維護(hù)；
★汽車上廣泛采用：
干荷電或免維護(hù)鉛酸蓄電池；
二、蓄電池功用
（一）供電
1.起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，向起動(dòng)系統(tǒng)和點(diǎn)火系統(tǒng)供電；
2.發(fā)電機(jī)電壓低于蓄電池電壓或不發(fā)電時(shí)，向用電設(shè)備供電；
3.用電設(shè)備過多，發(fā)電機(jī)供電過載時(shí)，協(xié)助發(fā)電機(jī)供電（機(jī)會(huì)太少）；
（二）儲(chǔ)電
發(fā)電機(jī)發(fā)電電能過剩時(shí)，蓄電池將過剩電能儲(chǔ)存起來—充電；
電路中出現(xiàn)瞬時(shí)過電壓，由蓄電池吸收（相當(dāng)一個(gè)大容量的電容器），保護(hù)電子元件及電器裝置免受其害；
蓄電池的構(gòu)造與型號(hào)
一、蓄電池的構(gòu)造 ：極板、隔板、電解液、外殼、極柱。
（一）極板
柵架：鉛銻合金澆注而成；
活性物質(zhì)：二氧化鉛和純鉛；
正極板：
二氧化鉛Pb2
深棕色
負(fù)極板：
海綿狀純鉛Pb
青灰色
1、每對(duì)正、負(fù)極板組組裝成一個(gè)單格；
單格電壓多少伏？
單格電壓2V
2、6個(gè)單格串聯(lián)組成一個(gè)蓄電池
蓄電池電壓多少伏?
蓄電池電壓12V
3、各單格間用不同的連接方式串聯(lián)連接；
4、 容量按單格正極板片數(shù)計(jì)算；
（每片15Ah或12.5Ah）
5、單格串聯(lián)，電壓、容量如何變化？
提高電壓，單格容量就是整個(gè)蓄電池容量；
6、蓄電池并聯(lián)，電壓、容量如何變化？
提高容量，輸出額定電壓不變；
（二）隔板
材料：微孔橡膠；微孔塑料；
安裝：有槽一面垂直靠向正極板；
理由：
氣泡順槽上升；
脫落物質(zhì)順槽下沉；
減少被正極板氧化面積；
保證正極板處具有充足電解液；
（三）電解液
專用硫酸和蒸餾水配置而成；
電解液密度：25℃，1.27～1.30g/cm3 ；
電解液液面：高出極板 10～15mm；
注意：使用中的蓄電池電解液液面降低，是由于水的蒸發(fā)和電解引起的，應(yīng)及時(shí)補(bǔ)加蒸餾水。
（四）外殼
塑料（聚丙烯）制成，并分割成6 個(gè)互不連通的單格，單格間穿壁連接。
每個(gè)單格上均設(shè)有加液口和旋塞，旋塞上的通氣孔應(yīng)保持暢通。
殼體正面標(biāo)有型號(hào)標(biāo)志和液面高度標(biāo)志線（min、Max或最高、最低）
（五）極柱
每個(gè)蓄電池上均設(shè)有 “+”、“-”兩個(gè)極柱；
二、常用蓄電池
（一）普通型—需初充電
結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：
極板形成處理不徹底（表面氧化鉛）；
鉛銻合金柵架（自放電）；
極板物質(zhì)中未加抗氧化劑、普通干燥；
正常使用壽命 2年；
（二）干荷電—無需初充電
結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：
（加電解液靜置30min即可使用）
1.負(fù)極板鉛膏中加入抗氧化劑；
（油酸、硬脂酸）
2.對(duì)負(fù)極板進(jìn)行深度充放電處理；
3.極板在惰性氣體或真空中干燥；
4.存儲(chǔ)期2年；
（三）免維護(hù)—無需初充電
結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：
鉛鈣合金作柵架（析水性差）；
袋裝隔板、無沉淀池；
旋塞上加裝氧化鉛過濾器，防酸氣外溢；
旋塞上設(shè)置催化劑（鈀），對(duì)氫、氧進(jìn)行還原。
壽命4年，使用中無需補(bǔ)加蒸餾水；
無加液口，電解液密度檢測(cè)由內(nèi)部設(shè)置的密度計(jì)通過蓄電池蓋上設(shè)置的監(jiān)視孔的顏色來判斷：
綠色—蓄電池技術(shù)狀況好，可繼續(xù)使用；
深綠色或黑色—電解液密度偏低，應(yīng)對(duì)蓄電池補(bǔ)充充電；
淺黃色或無色—電解液密度過低，蓄電池必須更換；
三、蓄電池型號(hào)
蓄電池的工作原理
一、電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生
將 PbO2 和 Pb同時(shí)放入稀硫酸溶液中，將產(chǎn)生不同的電極電位：
PbO2 →2V
Pb →0.1V
E=U=2.1V
說明2點(diǎn)：
1.PbO2 和 Pb產(chǎn)生電位的正、負(fù)、是由金屬材料性質(zhì)決定的；
2.PbO2 和 Pb產(chǎn)生電位的高、低，與溶液的接觸面積無關(guān)；
二、蓄電池放電和充電中物質(zhì)變化結(jié)果
正極板：PbO2放電→←充電PbSO4；
負(fù)極板：Pb放電→←充電PbSO4 ；
電解液：H2SO4放電→←充電H2O；
綜合方程式：PbO2+Pb+2H2SO4→←2PbSO4+2H2O
說明2點(diǎn)：
蓄電池工作中，電解液密度會(huì)變化，可利用測(cè)量密度的變化確定充、放電程度。
充電后期，充電電流會(huì)電解水，應(yīng)正確實(shí)施充電。
蓄電池的工作特性
一、蓄電池的工作參數(shù)
（一）電解液密度ρ
使用范圍：25℃，1.27～1.30g/cm3
注意：溫度不同時(shí)的密度換算公式
ρ25℃=ρt+ 0.0007（T-25）
（二）內(nèi)阻“Ri”
Ri = R液+ R極+ R隔
R液—取決于電解液溫度和密度；
R極—取決于蓄電池充、放電程度；
R隔—取決于隔板的材料、孔率、孔經(jīng)；
（三）電動(dòng)勢(shì)“E”
E = 0.85+ρ25℃
E與U之間關(guān)系：
蓄電池不工作：U = E
蓄電池工作：放電，U=E-If×Rn；充電，U=E+Ic×Rn
(四)蓄電池容量
在規(guī)定條件下，蓄電池所能放出的電量。
1、額定容量 C20
充足電的新蓄電池；
電解液溫度25±5℃；
20小時(shí)放電率連續(xù)放電；
蓄電池電壓下降到10.5V停止放電；
C20 = 放電電流（A）×放電時(shí)間（h）
單位：安培×小時(shí)→安時(shí)（Ah）
說明：
(1)額定容量 C20由結(jié)構(gòu)（設(shè)計(jì)）決定，每片正極板為15安.時(shí)（薄形極板12.5安.時(shí)），與使用條件無關(guān)。
(2)改變放電條件，只影響使用容量，不影響額定容量。
(3)額定容量是檢驗(yàn)蓄電池技術(shù)性能的主要指標(biāo)。
2.儲(chǔ)備容量 Cr
充足電的新蓄電池；
電解液溫度25±5℃；
25A電流連續(xù)放電；
蓄電池電壓下降到10.5V停止放電；
所能維持的放電時(shí)間；
單位：分鐘（min）
3.影響容量的因素
容量的大小，取決于極板物質(zhì)利用率。
影響極板物質(zhì)利用率的因素有：
(1)結(jié)構(gòu)因素--極板表面積
尺寸大、片數(shù)多、多孔性好，極板物質(zhì)利用率高，容量就大。
(2)使用因素-使用條件
a.放電電流
放電電流越大，硫酸鉛形成越迅速，孔隙越容易堵塞，極板物質(zhì)利用率下降；
內(nèi)阻增加，內(nèi)壓降增大，端電壓降低；
放電電流增大，容量減小；
b.電解液溫度
電解液溫度低，粘度大，滲透性差，極板物質(zhì)利用率下降；
內(nèi)阻增加，內(nèi)壓降增大，端電壓降低；
溫度降低，容量減小；
c.電解液密度
電解液密度大，粘度大，滲透性差，極板物質(zhì)利用率下降；
內(nèi)阻增加，內(nèi)壓降增大，端電壓降低；
電解液密度過高、過低，容量均減小；
二、放電特性
（一）定義
恒流放電過程中，放電電壓、電解液密度隨放電時(shí)間的變化規(guī)律。
（二）特性曲線及分析
因?yàn)椋?/strong> If =（1/20）C20 = 常數(shù)
所以： If隨放電時(shí)間的變化，直線平行。
1、電解液密度的變化
因?yàn)椋?/strong> If = 1/20C20 = 常數(shù)
單位時(shí)間內(nèi)消耗H2SO4和生成H2O數(shù)量相等；
所以 ： 電解液密度隨時(shí)間的增長(zhǎng)而均勻下降。
放電前：1.29 ；放電后：1.13；
2.靜止電動(dòng)勢(shì)E的變化
因?yàn)椋?/strong>E=0.85+25℃電解液密度
所以： E隨電解液密度的變化而變化。
放電前：1.29，E=2.14V； 放電后：1.13，E=1.98V
3.放電電壓Uf的變化
放電：
Uf = E-IfRn
Uf的具體變化過程：
（三）放電特性曲線的應(yīng)用
1、可確定蓄電池放電終了
蓄電池電壓下降到終止電壓；
（不同放電率，終止電壓不同）
20小時(shí)放電率：Uf=10.5V
電解液密度下降到最小許可值；
（依放電前密度決定）
放電前：密度為1.29g/Cm3
放電后：密度為1.13g/Cm3
2、依據(jù)電解液密度的變化，可以判定蓄電池放電程度；
放電100%，密度下降0.16；
密度下降0.01，放電6.25%；
3、盡量避免低溫放電或大電流放電；
低溫內(nèi)阻大，內(nèi)壓降大；
硫酸鉛形成迅速，物質(zhì)利用率低；
4、檢查蓄電池技術(shù)狀態(tài)，必須在放電狀態(tài)下進(jìn)行。
利用蓄電池診斷儀（高率放電計(jì)）；
就車使用起動(dòng)機(jī)；
三、充電特性
（一）定義
被選定的恒流充電過程中，充電電壓UC、電解液密度隨充電時(shí)間的變化規(guī)律。
（二）特性曲線及分析
（充電是放電的逆過程）
Uf的具體變化過程：
（三）充電特性曲線的應(yīng)用
1、可確定蓄電池充電終了
端電壓上升到最大值，2～3小時(shí)不再增大；
電解液密度上升到最大值，2～3小時(shí)不再增加；
電解液沸騰；
2、為實(shí)際恒流充電提供了理論依據(jù)
充電要分兩個(gè)階段進(jìn)行（如何劃分？）
14.4V以前為第一階段；
14.4V以后為第二階段；
3、為定電壓充電提供了理論依據(jù)
單格充電電壓按2.4V計(jì)算，為什么？
隨著充電時(shí)間增長(zhǎng)，充電電流為什么會(huì)減小？
蓄電池常見故障及預(yù)防
一、硫化
極板表面生成粗結(jié)晶、大顆粒 PbSO4 。
特點(diǎn)：
維持放電時(shí)間短；
初充電電壓高；
溫度高；電解液出現(xiàn)氣泡；
1、原因
PbSO4再結(jié)晶；
極板存在PbSO4長(zhǎng)期放置；
溫度反復(fù)變化；
電解液液面過低；
2、預(yù)防
蓄電池定期充電；
及時(shí)補(bǔ)加蒸餾水；
發(fā)現(xiàn)故障及時(shí)處理；
二、極板物質(zhì)脫落過多
特點(diǎn)：
充、放電時(shí)間短，且電解液渾濁；
1、原因
充電時(shí)間過長(zhǎng)；充電電流過大；拆裝敲打；固定不牢。
2、預(yù)防
及時(shí)正確充電；正確使用起動(dòng)機(jī)；不能敲打振動(dòng)。
三、自行放電
特點(diǎn)：
放電速度快，每晝夜容量降低＞0.7%。
1、原因
蓄電池內(nèi)部混入有害雜質(zhì)；蓄電池表面過臟；極板物質(zhì)脫落過多；隔板、隔壁破裂。
2、預(yù)防
電解液純度達(dá)到95%以上；表面清潔、干燥。
堅(jiān)持就是力量，在枯燥無味中保有有艱苦奮斗的精神尤為重要，因?yàn)槿嗽趧诶鄣綐O端狀態(tài)時(shí)，是靠慣性讓自己保持繼續(xù)前進(jìn)的姿勢(shì)，沒有不勞而獲的餡餅，即使有你也不敢吃，所以還是靠自己自力更生、豐衣足食才是最好的心態(tài)。
馬書遠(yuǎn)