课题1-3 总论、蓄电池、发电机

课题一课题一 总总 论论汽车电气设备的组成 汽车电气设备的特点 汽车电气设备的现状及趋势总总 论论本节主要内容：汽车电气设备的组成汽车电气设备的组成 电源： 蓄电池、发电机和调节器。用电设备： 起动系统 用于起动发动机。 车辆电动系统 电动车窗、电动后视镜、风窗刮水器 、电动座椅、电动天窗、中控门锁等小型电机驱动的设备。 照明系统 用于提供车辆夜间安全行驶必要的照明。 包括车外照明和车内照明。 信号装置 用于提供安全行车所必需的信号。包括音 响信号和灯光信号。视频仪表及报警装置 用来监测发动机及汽车的工作情况， 使驾驶员能够通过仪表及报警装置及时得到发动机及汽车运行 的各种参数及异常情况，确保汽车正常运行。主要包括车速里 程表、发动机转速表、水温表、燃油表、电流表、机油压力表 、气压表及各种报警和指示灯。 空调系统 用于保持车内适宜的温度和湿度，使车内空 气清新。主要包括制冷、采暖、通风和空气净化等装置。 娱乐和信息系统 主要包括汽车音响、导航、通信等系统。 全车电路及配电装置 主要包括中央接线盒、保险装置 、继电器、电线束及插接件、电路开关等。汽车电子控制系统 主要包括燃油喷射系统、电控点火 系统、电控自动变速器、制动防抱死装置、电控悬架系统、自 动空调等。汽车电气设备的特点汽车电气设备的特点 低压 汽油车普遍采用12V电源，重型柴油车多采用24V系统 。 直流电 起动机由蓄电池供电，向蓄电池充电必须用直流电， 汽车电系为直流电系统。 单线制 用汽车的金属机体作为一条公共的零线。 并联连接 蓄电池与发电机之间、以及所有用电设备之间，均采 用正极接正极，负极接负极。现代汽车电气设备的现状及趋势现代汽车电气设备的现状及趋势1.电子技术的应用已经深入到汽车所有的系统 发动机系统：电控燃油喷射系统、怠速自动控制、废 气再循环、电子点火系统。 电控自动变速器：根据行驶路况可以改变换档规律， 如经济模式、运动模式、动力模式。 电控悬架：根据路况的不同改变悬架的弹性系数、减 振器的阻尼系数、车身高度。 防抱死制动系统、驱动防滑控制系统：最大限度的利 用路面上的附着系数，使车辆在制动和起步、加速过程中， 避免 “滑拖”和“滑转”。 电控动力转向系统、自动空调系统、车载信息等。 2.汽车电子技术的应用日益广泛 信息化： 时速表、发动机转速表和油量表已远远不能显示汽车数百个故障 码,反光镜和后视镜看起来也不方便，为此，传统的“三表”可能集体“退 休”，取而代之的是全方位的后视和侧视摄像头，以及一块集网络、诊断 和数字显示功能于一体的触摸式液晶屏幕. 节能化： 电动助力转向系统、电控自动变速器的应用。新研发的电动助力 转向系统只在转弯时启动，直线行使就“稍息”，节省能源。 舒适化： 自动空调系统和智能化空调系统根据乘员设定的温度，自动搜集 车内外温度、湿度、阳光及车速等一系列信号，按一定的数学模型计算， 获得最佳空调运行模式，并随时自动调节。课题二 蓄电池 蓄电电池的功用 一、蓄电池的功用和结构一、蓄电池的功用和结构 本节主要内容：蓄电电池的结结构 蓄电电池的型号 蓄电池的功用蓄电池的功用1 1起动发动机时，向起动机和点火系供电； 2 2发电机不发电或电压较低时向用电设备供电； 3 3发电机超载时，协助供电； 4 4发电机端电压高于蓄电池电压时，将发电机的电能转变为 化学能储存起来； 5 5大电容器作用，能够吸收发电机和电路中形成的过电压。蓄电池的结构铅酸蓄电池由正极板正极板、负极板负极板、隔板隔板、电池电池 盖盖、电解液电解液、加液孔盖加液孔盖和电池外壳电池外壳组成。作用：作用：接受充入的电能和向外释放电能。 结构：结构：由栅架和活性物质组成，分为正极板和负极板。1. 1. 极板极板活性物质正极板上为棕红色棕红色bO2负极板上为青灰色海绵状青灰色海绵状b 栅架的作用是固结活性物质 ，一般由铅锑合金铸成。片数片数: : 为了增大蓄电池的容量，常将多片正、负极板分 别并联，组成正、负极板组。 在每个单格电池中，正极板的片数要比负极板少 一片，这样每片正极板都处于两片负极板之间。 FlashFlash动画动画类型：类型： ）木质 ）微孔橡胶 ）微孔塑料 4）玻璃纤维纸浆 和玻璃纤维丝棉 5）袋式隔板作用：作用：放置在正负极板之间,避免其接触而短路。 要求：要求：多孔性，电解液渗透能力好，化学性能稳定，耐 酸抗原氧化。2. 2. 隔板隔板注意：注意：隔板一面平整，一面有沟槽，沟槽应面对着正极板， 且与底部垂直，以便充放电时，电解液能通过沟槽及时供给正极 板，当正极板上的活性物质PbO2脱落时能迅速通过沟槽沉入容器 底部。作用：由纯净硫酸和蒸馏水按一定比例配制而成。 密度一般为1.241.30 g/cm3。不同地区和气候条件下电解液的相对密度使用地区最低温度 充足电电的蓄电电池在25时时的电电解液密度 冬 季 夏 季 -40 1.3 1.26 -30 -40 1.28 1.24 -20-30 1.27 1.24 0-20 1.26 1.23 0 1.23 1.23 3. 3. 电解液电解液4. 4. 外壳外壳作用：作用：盛装极板组和电解液。 要求：要求：耐酸、耐热、耐震动。 材料：材料：硬橡胶、聚丙烯塑料。 结构：结构： 蓄电池每组极板所产生的电 动势大约为，一个电池外壳 内分成若干个单格，每个单格内 一组极板。12蓄电池为个单 格。 每个单格的底部制有 凸筋，用来搁置极板组。凸筋之 间的空隙可以积存极 板的脱落物 质，防止正、负极板短路。组成：组成： 串联的单格电池数类型和特征额定容量和特殊性能 举例：举例：6-QA-105D “6” 单格电池数； “QA” 蓄电池的主要用途和类型； “105”数字表示20h放电率额定容量；105Ah “D” 蓄电池的特殊性能国产蓄电池的型号国产蓄电池的型号蓄蓄电电电电池的工作原理池的工作原理二、蓄电池的工作原理及工作特性二、蓄电池的工作原理及工作特性 蓄蓄电电电电池的工作特性池的工作特性本节主要内容：负极板上的纯铅电离为正二价铅 离子和两个电子，铅离子进入电解 液中，电子留在负极板上，负极板 具有-0.1的负电位。 电动势的建立： 正极板上二氧化铅电离为正四价 铅离子和负二价氧离子,铅离子附 着在正极板上,氧离子进入电解液 中, 正极板具有2.0V的正电位。蓄电池的工作原理蓄电池的工作原理正、负极板间具有2.1V的电位差放电过程: 在电位差的作用下，电流从正极 流出，经过灯泡流回负极，使灯泡发 光。 正极板上的正四价铅离子与电子 结合生成正二价铅离子，进入电解液 与硫酸根离子结合生成硫酸铅（附着 在正极板上）； 负极板上，正二价铅离子也同硫 酸根离子结合生成硫酸铅（附着在负 极板上）。 3.随着放电过程的进行，电解液中的硫酸根离子不断与 正、负极板上的铅离子生成硫酸铅而附着在极板上，电解 液中的硫酸根离子逐渐减少。同时，由于正极板上负二价 氧离子与氢离子生成水，电解液中的水不断增多,结果使得 电解液的密度不断下降。结论:1.放电过程中，正极板上的正四价铅离子得电子成为正 二价铅离子，并与硫酸根离子生成硫酸铅附着在正极板上； 负极板上的铅失去电子成为正二价铅离子，并与硫酸根离子 生成硫酸铅，附着在负极板上。2.正极板上得到电子其电位逐渐降低；负极板上电子不 断流出，电位逐渐升高。两极板间的电位差减小为“0”， 外接电路中的灯泡“熄灭”。充电过程： 电路连接 充电时，外接直流电源的正极 接蓄电池的正极板，电源的负极接蓄电池的负极 板。 电流流向 当直流电源的电动势高于蓄电池 的电动势时，电流将以放电电流相反的方向流过 蓄电池。 充电结果 正极板上的正二价铅离子失去2 个电子成为正四价铅离子，与水反应生成二氧化 铅，附着在正极板上，电位升高;负极板上的正二价铅离子得到2个电子生成一 个铅分子而附着在负极板上； 从正、负极板上电离出来的硫酸根离子与水 中的氢离子结合生成硫酸。1）充电过程中，正极板上的正二价铅离子失电子成为 正四价铅离子，电位上升。 负极板上的正二价铅离 子得到电子成为铅分子，电位降低。正、负极板间的电位 差加大。 2）随着充电过程的进行，极板上的的硫酸 根离子不断不断进入电解液与氢离子生成硫酸，使得电解 液中的硫酸根离子逐渐增多，结果使得电解液的密度不断 升高。结论:蓄电池的工作特性蓄电池的工作特性内电阻静止电动势充电特性放电特性蓄电池的工作特性：蓄电池的工作特性：1. 1. 静止电动势 定义：定义：蓄电池在静止状态下，正负极板间的电位差。用 E0(Ej)表示。 测量方法：测量方法：（1）用直流电压表或万用表的直流电压档直接测得。 （2）测出电解液密度，再用经验公式求得。 E0=0.85+25 E0:蓄电池的静止电动势; 25 ：25时的电解液相对密度2. 2. 内电阻（1）极板电阻 正常使用条件下，极板电阻很小，只有极板 发生硫化故障时，极板电阻才明显增大。 （2）电解液电阻 电解液电阻与电解液的温度、密度有关。 密度大、温度低，电解液的粘度增大，渗透力下降，电解液 的电阻增大。 （3）隔板电阻 隔板电阻主要取决于隔板的材料、厚度及多 孔性。 （4）联条电阻 采用穿壁式结构后，电阻可以忽略不计。 充电终了的标志是：电解液呈沸腾状（氢气和氧气的溢出）；电解 液密度上升至最大值，且23小时内不再上升；单格电池的端电压上升 至最大值（2.7V）,且23小时内不再上升.3. 3. 蓄电池的充电特性特点： 蓄电池的充电过程 的四个阶段: 1)迅速上升阶段 2)稳定上升阶段 3)急剧上升阶段 4)急剧下降阶段 5)充电终了定义:在恒流充电过程中,蓄电池的端电压V、电动势 E和电 解液密度随时间变化的规律。定义义：蓄电池恒流放电时,蓄电池的端电压、电动势和电解液 密度随时间变化的规律。 放电终了的特征: 单格电池电压下降到放电终止电压 值(20h放电率放电时，此值为 1.75V); 电解液的相对密度下降到最小许可 值,约为1.11。特点： 1.开始放电阶段 2.相对稳定阶段 3.迅速下降阶段 4.电压回升阶段 4 4 蓄电池放电特性1.1.蓄蓄电电电电池的容量池的容量 2.2.蓄蓄电电电电池容量的影响因素池容量的影响因素 三、三、 蓄电池的容量及影响因素蓄电池的容量及影响因素本节主要内容：蓄电池的容量定义义：蓄电池在完全充足电的情况下，在允许放电的 范围内对外输出的电量，单位为安培小时（A·h）。 类类型：额定容量、起动容量 （1）额定容量 完全充足电的蓄电池在电解液平均温度为25的 情况下，以20h率放电电流连续放电至单格电压降至 1.75V时所输出的电量.（2）起动容量 常温起动容量:电解液温度为25的情况下，以 5min率放电电流连续放电至规定的终止电压时所输出 的电量。（6V蓄电池为4.5V,12V蓄电池为9V) 低温起动容量:电解液温度为-18的情况下，以 3倍额定容量的电流连续放电至规定的终止电压时所 放出的电量。(6V蓄电池为3V,12V蓄电池为6V).蓄电池容量的影响因素使用条件的影响： （1 1）放电电流对蓄电池容量的影响）放电电流对蓄电池容量的影响 （2 2）电解液的温度）电解液的温度 （3 3）电解液的密度）电解液的密度 （4 4）电解液的纯度）电解液的纯度 结构因素的影响： 活性物质的数量、极板的厚薄、活性物质的孔率、极板活性物质的数量、极板的厚薄、活性物质的孔率、极板 的结构、生产工艺等因素。的结构、生产工艺等因素。 放电电流的影响放电电流的影响 放电电流过大，则单位时间内参加反应的活性物质