中职电子专业《汽车电气设备》教案_第二章

第一节 蓄电池,一、蓄电池的分类及作用 铅酸蓄电池 有两大类： 镍碱蓄电池 普通蓄电池 铅酸蓄电池： 免维护蓄电池、 干式荷电蓄电池 胶体蓄电池,蓄电池的作用是： (1)在发动机起动时，给起动机提供大电流，同时向点火系统、燃油系统及电脑系统供电。 (2)在发电机不发电时向用电设备供电。 (3)当取下汽车钥匙时，由蓄电池向时钟、发动机及车身ECU存储器、电子音响系统及防盗报警系统等供电。 （4）当发电机超载时，协助发电机供电。 (5)当发电机发电时，蓄电池可将发电机的电能转变为化学能储存起来(即充电)。 （6）蓄电池相当于一个大容量电容器。,二 铅蓄电池的构造与型号,蓄电池是由6个串联单格组成的，每个单格相当于一个小电池，电压为2V，故车用蓄电池的电压为12V。 1、正、负极板 2、隔板 3、电解液 4、壳体 5、联条,铅蓄电池的构造与型号,外型,1.极板 极板分为正极板和负极板两种，均由栅架和填充在其上的活性物质构成。 正极板上的活性物质是二氧化铅(PbO2)，呈深棕色； 负极板上的活性物质是海绵状纯铅(Pb)，呈青灰色。,注意:正负极板均做成极板组,以提高容量. 负极板组的片数比正极板组的片数多一片.,栅架,活性物质,极板组总成,2隔板 蓄电池内部正负极板之间要用隔板隔开。隔板材料应具有多孔性和渗透性，且具有良好的耐酸性和抗氧化性。常用的隔板材料有木质隔板、微孔橡胶、微孔塑料、玻璃纤维和纸板等。 3电解液 电解液由专用硫酸和蒸馏水按一定比例配制而成，密度一般为1.24-1.30g/cm3（电解液的温度为25）。配制电解液必须使用耐酸的器皿，切记只能将硫酸慢慢的倒入蒸馏水中，并不断搅拌。,4壳体 蓄电池的壳体是用来盛放电解液和极板组的，一般采用橡胶或塑料制成。壳体内部由6个互不相通的单格组成。每个单格的顶部有一个加液孔，用于添加电解液和蒸馏水，加液孔盖上设有通风孔，供蓄电池化学反应中产生的气体(H2和O 2等)能随时逸出。 5联条 联条的作用是将单格电池串联起来。串接方式一般有外露式与穿壁式。,型号 （例） （1）6-QA-l05：表示由6个单格电池组成，额定电压12V，额定容量为105Ah的起动型干荷电蓄电池。 （2）6-QAW-60：表示6个单格电池组成，额定电压12V，额定容量为60Ah的起动型干荷电免维护蓄电池。,第一部分：表示串联的单格电池数，用阿拉伯数字表示。 第二部分：表示蓄电池的类型和特征，用汉语拼音字母组成。一般第一个字母用Q，表示起动型蓄电池；其他字母表示蓄电池的结构特征，如： A干荷电式 W免维护式 J胶体电解液 第三部分：表示蓄电池的额定容量，用20h率额定容量来表示，单位为A·h（安培·小时）。,三、蓄电池的工作原理及特性,1电动势的建立 正极板： 负极板：,2蓄电池的放电,3蓄电池的充电,蓄电池在充放电时总的化学反应过程 ：,结论：在放电过程中，正负极板上的活性物质都转化为PbSO4，同时，电解液中的 转化为水，电解液的密度不断下降。充电 过程与此相反。,四、蓄电池的工作特性 蓄电池的工作特性主要包括蓄电池的电动势、静止电动势、内阻以及充、放电特性。,1、静止电动势 静止电动势是指蓄电池在静止状态(不充电也不放电)，正负极板之间的电位差(即开路电压)。它的大小与电解液的相对密度和温度有关 。,2、内电阻,蓄电池的内电阻由极板电阻、电解液电阻、隔板电阻、连条电阻组成。,极板：放电程度越高，极板电阻越大 。 温度低，粘度大，电解液电阻增大 密度过高或过低，电解液电电阻增大,电解液：,电解液电阻与密度的关系：,3、放电特性 蓄电池的放电特性是指在恒流放电过程中，蓄电池的端电压Uf和电解液相对密度等参数随时间而变化的规律。将一只完全充足电的蓄电池以20h放电率的电流进行恒流放电，在放电过程中，每隔一定时间测量其单体电池的端电压Uf和电解液相对密度，便可得到该蓄电池的放电特性曲线。,放电特性：,蓄电池放电终了的特征是： （1）电解液密度下降到最小许可值； （2）单格电池的端电压下降至放电终止电压；,4、充电特性 蓄电池的充电特性是指在恒流充电过程中，蓄电池的端电压Ue和电解液密度等参数随充电时间变化的规律。以一定的充电电流Ic向一只完全放电的蓄电池进行充电，在充电过程中，每隔一定时间测量其单体电他的端电压Uc、电解液密度和温度，便可得到该蓄电池的充电特性曲线。,充电特性,蓄电池充电终了的特征： （1）蓄电池电解液内产生大量气泡，呈 “沸腾”状； （2）端电压和电解液密度均上升至最大值，且23h内不再增加。,五、 蓄电池容量及其影响因素,1、蓄电池容量 蓄电池的容量是指在规定的放电条件下，完全充足电的蓄电池所能放出的电量，用“C”表示。,额定容量：完全充足电的蓄电池，在电解液温度为25时，以20 h放电率（放电电流为0.05 ）连续放电，直至单格电压降到1.75V时为止，蓄电池所输出的电量称为额定容量，用 示。,二、影响蓄电池容量的主要因素 1、放电电流： 放电电流越大，容量减小。 2、电解液温度：温度降低，容量减小。 3、电解液密度：密度过大、过小，容量减小。,放电电流与容量的关系：,温度与容量的关系：,密度与容量的关系：,1、充电方法 （1）定流充电 （2）定压充电 （3）脉冲快速充电 2、充电种类 （1）初充电 （2）补充充电 （3）去硫化充电,六、 蓄电池的充电,1、充电方法 （1）定流充电 在充电过程中，充电电流保持一定的充电方法，称为定流充电。 定流充电过程分为两个阶段： 第一阶段：以规定的电流进行充电； 第二阶段：充电电流减半，一直到充电终了。,定流充电的连接方式及充电特性曲线：,（2）定压充电 充电过程中，充电电压始终保持不变的充电方法称为定压充电。,2、充电种类 （1）初充电：用于新蓄电池的首次充电。 特点：只能用定电流充电，充电电流小，时间长。 初充电通常分两个阶段进行： 第一阶段的充电电流约为额定容量的1l 5，充电至电解液中产生气泡，单格电池端电压达2.4V为止； 第二阶段将充电电流减半。,2、充电种类 （2）补充充电 蓄电池在车上使用，当电量不足时，应对蓄电池进行补充充电。 特点：可以采用定电流充电，也可采用定电压充电。 采用定电流充电时： 第一阶段的充电电流为额定容量的1/10，充电至电解液中产生气泡，单格电压达到2.4V时为止； 第二阶段充电电流减半，直至充满电为止。,七、 蓄电池的使用与维护,1、蓄电池的维护 （1）检查蓄电池在车上安装是否牢靠，起动电缆线与极桩的连接是否紧固，检查电缆线的线夹与极桩是否有氧化物。 （2）保持加液孔盖上的气孔畅通； （3）定期检查电解液的液面高度，液面一般应高出极板1015mm，一般情况下，当液面低时，应补加蒸馏水； （4）定期对蓄电池进行补充充电，以保证蓄电池始终保持充足电的状态。 （5）经常检查蓄电池的放电程度，超过规定时立即进行补充充电。,2、蓄电池的使用 （1）蓄电池的选择 主要根据外型尺寸和额定容量。 （2）电解液的选择 一般情况下应该选择密度偏低的电解液。 （3）冬季使用蓄电池的注意事项。 （4）新蓄电池的使用 一般情况下，新蓄电池在使用之前应参考说明书，以说明书为准。,测端电压,测密度,八、新型蓄电池,1、免维护蓄电池 免维护蓄电池，也叫MF蓄电池，其含义是蓄电池在合理的使用期限内，无需进行日常维护或只需较少维护的蓄电池称之为免维护蓄电池。,免维护蓄电池的结构特点 （1） 与普通铅蓄电池相比，采用了铅钙合金或低锑合金作为极板栅架，减少自放电。 （2） 隔板采用袋式微孔聚氯乙烯隔板，将正极板包住。增大空间，增加电解液。 （3）加液孔盖上的通气孔采用新型安全的通气装置和气体收集器，可阻止水蒸气和硫酸气体通过。,免维护蓄电池的优点： (1) 使用中不需补加注蒸馏水或很少补加加注蒸馏水,不需补充充电。 (2) 使用寿命长。 (3) 内阻小、起动性能好 。 （4）自放电少。,2、干式荷电蓄电池 极板在完全干燥的状态下能够长期（一般为两年）保存在化学过程中所得到电荷的蓄电池，叫做干式荷电铅蓄电池，简称干荷蓄电池。,（1）结构特点：在其负极板的铅膏中加人抗氧化剂，在海棉状铅表面形成一层保护膜，可防止活性物质与空气接触而被氧化。 （2）优点：这类蓄电池在加人符合规定的电解液之后，静置30min即可使用，不需进行初充电，是目前应用很广泛的蓄电池。,3、全密封型免维护蓄电池 1）绿色，表示蓄电池的技术状况良好； 2）黑色，表示电解液密度偏低，应对蓄电池进行补充充电； 3）浅黄色，表示电解液液面过低，蓄电池已不能继续使用。,第二节 交流发电机,安装位置,发电机的作用与分类,作用： 给全车用电设备供电（除起动机外），包括给蓄电池充电。 分类： 普通硅整流发电机，调节器外置。 整体式硅整流发电机，调节器内置。,一、 交流发电机的构造,转子 定子 整流器 端盖 皮带轮及风扇,组成：,作用： 产生磁场。,1、转子,1、转子 组成： 滑环 轴 爪极 励磁绕组,1、转子,发电机磁场接线柱，“F”。 发电机搭铁接线柱，“”。,两个炭刷,两个炭刷,两个滑环,1、转子 激磁电路：电源+ 点火开关 磁场接柱F 激磁绕级 搭铁,笔记,转子的作用：产生磁场。 转子的组成：爪极、励磁绕组、轴和滑环。 激磁电路：蓄电池正极点火开关发电机激磁绕组搭铁。（调节器） 转子电刷引出的发电机接线柱： “F”（或“磁场”）接线柱 “”（搭铁）接线柱,作用： 产生交流电动势。 组成： 铁芯 三相对称绕组,2、定子,三相绕组的联结方法： 星形联结 三角形联结 三相对称电动势： 大小相等、电位差互差120º电角度。,2、定子,作用： 将三相绕组中产生的三相交流电转换为直流电。 组成： 六只二极管组成三相桥式整流电路： 三只正极管子 三只负极管子,3、整流器,笔记+课后思考,三个正极管子引出发电机的火线接柱，标记为“B”（“A”、“+”、或“电枢”）。 是不是所有的发电机都是有六个二极管？ 正极管子：元件板上。 负极管子：后端盖上。 元件板必须与后端盖绝缘，并固定在后端盖上用螺栓引至后端盖外部作为发电机的火线接柱，标记为“B”（“A”、“+”、或“电枢”）。,有轴承座 炭刷架 通风孔 接线柱,4、前后端盖,4、前后端盖 炭刷架与炭刷 ： 内搭铁 外搭铁,内搭铁,外搭铁,皮带轮 发动机通过风扇皮带、皮带轮驱动发电机旋转。 风扇 当发动机带动发电机高速旋转时，风扇可使空气流经发电机内部进行冷却。,5、皮带轮及风扇,二、交流发电机的工作原理,一、发电原理,二、整流原理 1由于三个正极管子：在某一瞬间，哪一相的电压最高，则该相的正极管子就导通。 2、由于三个负极管子：在某一瞬间，哪一相的电压最低，则该相的负极管子就导通。 3、在每一瞬间，同时导通的管子只有两个，即正、负管子各一个 。,中性点电压：,中性点电压作用： 1、控制继电器 2、提高发电机功率,中性点二极管,作用： 提高功率10% 15%。,中性点电压：,3、激磁方法：,注意：激磁电路,先他激，后自激。,3、激磁方法：,激磁二极管,注意：激磁电路,三、交流发电机的特性,1、输出特性：,注意：空载转速、满载转速、自我保护。,2、空载特性： 空载时，电压与转速的关系。,3、外特性： 电压与输出电流的关系。,第三节 交流发电机的调节器,一、电压调节器的工作原理 交流发电机每项绕组电动势 ： E=Cn,结论：当交流发电机的转速升高时，调节器通过减小发电机的激磁电流来减小磁通，使发电机的输出电压保持不变。,二、电压调节器的分类,触点式电压调节器 晶体管调节器 集成电路调节器,发电机调节器：,三、晶体管调节器 1、晶体管调节器的基本电路：,UAB电压反向加在稳压 管VS上。R1的阻值是 这样确定的：当发电 机输出电压UAC达到规 定的调整值时，UAB电压正好等于稳压管VS 的反向击穿电压。,