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;
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)
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。
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?
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)。