项目二汽车电源系.ppt

项目二 汽车电源系,课题一 汽车电源系的组成和工作过程,课题二 蓄电池,课题三 交流发电机,课题四 电压调节器,课题五 汽车电源系的技术使用与故障诊断,,课题一 汽车电源系的组成和工作过程,知识点： 汽车电源系的组成、功用、工作原理；蓄电池的结构、功用、工作原理；蓄电池的充电与技术使用；交流发电机的结构、功用、工作原理；电压调节器的结构、功用、工作原理；电源系的技术使用与主要部件的检测；电源系的常见电路与故障诊断分析等 技能点： 1、能对蓄电池的技术状况进行检查 2、能对蓄电池的进行充电组织与充电实施 3、能对电源系的发电机、电压调节器等主要部件进行检测 4、能对电源系的常见电路进行初步的识读分析，并能对电源系常见电路的故障进行诊断与排除一、汽车电源系的组成和功用,汽车电源系主要由蓄电池、发电机及其电压调节器、充电指示灯（或电流表）、点火开关等组成,图2-1 汽车电源系的组成,,a)电源系电路原理图 b)电源系电路布线（接线）图 1-电源设备；2-用电设备；3-电压调节器；4-发电机；5-蓄电池；6-导线；7-点火开关；8-用电设备控制开关 图2-2 汽车电源系电路图,1、蓄电池 蓄电池是一种化学电源，既可以将电能转变为化学能储存起来，又可以将化学能转变为电能，向用电设备供电，是一种可逆的直流电源。

主要作用:,2、发电机 在发动机运转期间，向所有用电设备供电（除起动机外）和对蓄电池进行充电3、电压调节器 电压调节器的作用就是保持发电机的输出电压稳定，使其不随着发动机转速的变化而变化4、充电指示灯或电流表 充电指示灯或电流表的主要作用: 指示电源系的工作状态通过充电指示灯或电流表的不同指示，可以判断汽车电源系的工作稳定性和电源系是否出现故障5、点火开关 点火开关是汽车电路中最重要的开关，是各条电路分支的控制枢纽. 主要功能：接通和断开电源与用电设备之间的电流通路一般设锁住挡（Lock）,工作挡或点火挡（ON或IG），启动挡(ST或Start)，附件挡（Acc收音机、电动车窗等使用）,图为迈腾1.8TSI手自一体豪华版点火开关,,,二、汽车电源系的工作过程,,1-蓄电池；2-点火开关；3-充电指示灯；4-电压调节器 图2-3 整体式发电机电源系统电路图,1、发动机不工作 电流通路为：蓄电池正极→点火开关→充电指示灯→发电机“L”接柱→发电机励磁绕组→电压调节器“F”端子→电压调节器“E”端子→搭铁→蓄电池负极，形成回路此时充电指示灯亮 2、发动机工作，发电机正常发电 发电机发电后，励磁电流由发电机自身提供，进入自励状态。

同时由于“L”点电位升高后，充电指示灯的两端电位相同，此时，充电指示灯熄灭，指示发电机正常工作课题二 蓄电池,２.１.１蓄电池的结构与型号 1、铅酸蓄电池的基本结构,6V的电池,普通铅蓄电池由以下部分组成： 1正、负极板组 2隔板 3电解液 4外壳 5蓄电池盖 6联条 7正、负极桩 8防护板 9加液孔盖 10封口料,,(1)正、负极板,极板是电池核心，由栅架和填充在其上的活性物质构成 正极板|：二氧化铅（PbO2），深棕色；负极板：海绵状的纯铅（Pb），青灰色 栅架由铅低锑（含锑小于3 %）合金铸成，或采用铅-钙-锡合金，其作用是固结活性物质栅架应具有良好导电性、耐腐蚀性、一定机械强度,,由于单片极板上活性物质数量少，存储的电量少，为了增大其容量，将多片正、负极板分别并联，用横板焊接，组成正、负极板组，每组中都是每片正极板都处于两片负极板中间，即比负极板少一片（东风车用的6-Q-105，正7，负8）,,,(2)隔板,使正负极板尽量地靠近而不至短路，缩小体积，防止变形和活性物质脱落用多孔、耐酸、抗氧化的绝缘材料做成，厚度：1㎜左右安装时，带槽的面向正极板，且沟槽必须与外壳底部垂直 近年来出现袋式微孔塑料隔板,(3)电解液,电解液由纯硫酸（1.84g/cm3)与蒸馏水(1g/cm3)按一定比例配制而成，密度为1.24～1.30g/cm3。

在蓄电池的化学反应中，起到导电的作用，并参与与极板上活性物质的电化学反应，进行电能和化学能的相互转换 电解液密度对蓄电池工作有影响吗？ 密度大，在减少结冰，提高电池容量；过大时，黏度增加，反而降低容量，缩短寿命 使用时应根据地区、气候条件和制造厂的要求确定密度 另外，电解液纯度也是影响性能和寿命的重要因素之一4)壳体,凸筋之间的空隙可以积存极板脱落的活性物质，避免正负极板短路每个单格的盖子中间有加液孔，可以用来检查液面高度和测量电解液的相对密度，加液孔平时用加液孔盖拧紧孔盖上有通气孔壳内由间壁分成三个或六个互不相通的单格，底部制有凸筋（肋条）用来支持极板组和存放电解液5)其他结构,□联条：将单格电池串联，提高蓄电池的端电压普通电池联条的串联方式采用外露式，而新的蓄电池联条的串联方式则采用内部穿壁式联接,图 单体电池的穿壁式连接,□蓄电池盖:封闭蓄电池由硬质橡胶或聚丙烯塑料压制成 □极桩:用于连接外电路正的标“+”或涂红色；负的标“-”或涂蓝色、绿色用铅锑合金浇铸 □防护板: 布满小孔的1mm厚橡胶板或塑料板制成，盖在极板组上面，保护极板不被碰伤，防落异物使极板短路 □加液孔盖: 防止电解液溅出，方便加注液。

上有通气孔，有的还装有氧滤清器，避免水蒸气溢出，减少水的损耗 □封口料: 密封间隙，防止电解液溢出填在盖与外壳间缝隙中，易熔,（1）免维护铅蓄电池的结构特点,1)极板栅架采用铅钙锡合金材料制成，减少了电解液中水的消耗和自放电 2)采用袋式聚氯乙烯隔板，能避免活性物质脱落和防止极板短路，降高度，存液多 3) 采用新型安全通气装置和气体收集器盖内设氧化铝滤清器，可以阻止水蒸气和硫酸气体通过，还可使氢气氧气顺利排出1-极板组；2-极板上部；3-压铸成型密封式极柱；4-安全通气装置；5-盖；6-内装液体密度计；7-外壳与盖粘接处；8-外壳；9-穿壁式单格电池连接条；10-袋式隔板 图2-7 免维护铅蓄电池的结构,2、免维护铅蓄电池的的基本结构,通气塞中装有催化剂银，还能使氢氧离子重新结合成水 4）无加液孔的全密封免维护蓄电池在内部装有一只指示荷电状况的相对密度计（比重计）如图所示根据观察窗看到的颜色判断电池的充电状态 绿色；黑色或深绿色；浅黄色,图 内装密度计的蓄电池示意图,,,,1)在整个使用过程中无须补加蒸馏水，减少了维护工作量 2)电池盖上设有安全通气装置，可阻止水蒸气和硫酸气体的通过，减少了电解液的消耗，并能减弱电桩和附近机件的腐蚀。

3)自放电少，可储存2年以上，使用寿命长，约为普通蓄电池的4倍2)免维护蓄电池的优点,4)耐过充电性能好，免维护蓄电池的过充电电流，在充满电时可接近零，减少了电和水的损耗 5)内阻小，起动性能好２.２.２蓄电池的工作原理,1．电动势的建立,负极板上：纯铅融于溶液生成Pb2+，留下2e使极板成正电位达到平衡时约为-0.1V 正极板上：二氧化铅与电解液发生如下反应, Pb4+有沉附正板倾向，也有与溶液中OH-结合生成Pb(OH)4的倾向，平衡时，正极电位2V未接通时蓄电池的静电动势为2.1V PbO2 + H2O → Pb(OH)4 Pb(OH)4 → Pb4+ + 4OH-,2．蓄电池的放电,图 蓄电池的放电过程,正极板处反应如下：,负极板处反应如下：,溶液中反应如下：,结论：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H2SO4转化为H2O，电解液密度不断下降,3．蓄电池的充电,当电池充足电时，正、负极板上的硫酸铅还原成二氧化铅、纯铅如图所示,充放电过程中的反应可逆，式：,2.2.3 蓄电池的工作特性,1、蓄电池的电动势、内电阻及端电压 （1）静止电动势,经验公式计算其近似值为：,E0为静止电动势； ρ25℃为25℃的电解液相对密度。

当电解液的温度发生变化时，实测所得电解液相对密度按下式换算成25℃时的相对密度：,上式中：ρt——实测的电解液密度； t——测量时电解液温度，单位为℃； β——密度温度系数，取β ＝0.00075 (2)内电阻 蓄电池的内电阻是指极板电阻、电解液电阻、隔板电阻、连接条电阻的总和通常，蓄电池的内电阻都是很小的，因而能输出较大的电流，满足启动需要 用R0表示 如美国标准SAEJ546明确规定，12V蓄电池在标准负荷时的内阻为0.014Ω图2-12 电解液内阻与电解液相对密度的关系,（3）端电压 蓄电池的端电压是指在外电路接通时，用直流电压表测得的正、负极柱间的电压值其大小随充、放电程度的不同而不同蓄电池在充、放电过程中，内电阻是一个变量，直接影响端电压的大小端电压是衡量任何一种电源供电质量的指标之一2、蓄电池的放电特性,蓄电池的放电特性是指恒流放电时，蓄电池端电压Uf和电解液相对密度r随放电时间t变化的规律放电过程中，蓄电池端电压的变化规律可分为三个阶段： （1）开始放电阶段（2.10~2.0V） （2）相对稳定阶段（2.0~1.85V） （3）迅速下降阶段（1.85~1.75V）,放电终了特征：,1）以20h放电率，单格电池电压降到放电终止电压1.75V 2）电解液密度降到最小许可值（1.11),结论： 放电电流越大，允许的放电时间就越短，放电终止电压也越低,3、蓄电池的充电特性,蓄电池的充电特性是指恒流充电时，蓄电池端电压Uf和电解液相对密度r随放电时间t变化的规律。

4、 蓄电池的容量及其影响因素,容量是标志蓄电池对外放电能力、衡量蓄电池性能及选用的重要指标是指完全充足电的蓄电池所提供的电量 容量=放电电流×持续放电时间,（1）蓄电池的容量,,1）20h放电率额定容量： 完全充足电的电池，在电解液平均温度为25℃的情况下，以20h放电率的电流（相当于额定容量的1/20）连续放电至单格电压降为1.75V时所输出的电量C20表示 例如：6-Q-105型，以5.25A电流连续放电20h后，端电压降至10.50V，C20= 5.25A×20h=105A·h,2）储备容量Cm（单位：分min） 美国工程师协会和国际标准协会（SAE）制定，是指完全充足电的蓄电池在电解液温度为25±2℃时，以25A放电至6V电池端电压降到5.25V±0.02V或12V电池端电压降至10.50±0.05V时，放电所持续的时间 意义：当汽车充电系统失效时，Cm表示汽车能持续提供25A电流放电的时间C20与Cm的换算关系可按以下公式：,注：当C20200 A·h或Cm≥480min时，上式不再适用3）起动容量 表示电池在发动机起动时的供能力，用倍率和持续时间表示 □常温起动容量 是指25度时，以5min放电率电流放电，放电5min至单格电压降至1.5V输出的电量。

5min放电率电流约为其额定容量3倍 如：6-Q-100型，在25度时，以300A电流放电5分，单格电压降至1.5V，起动容量=300A×5/60h=25A·h □低温起动容量 -18度时，以5min放电率电流放电，放电2.5分至单格电压降至1V时输出的电量2）影响蓄电池容量的因素,影响电池容量的因素有两方面： 1）产品结构因素 ①极板上的活性物质的数量要得到1A·h电量，需要3.866g铅和4.463g二氧化铅，电解液中要有3.66g硫酸 每对极板的容量为75 A·h，C20=75（N-1）， N—正负极板的总片数 ②极板的厚度 ③活性物质的孔率 ④活性物质的真实表面 ⑤极板中心距,①放电电流,放电电流越大，蓄电池容量越小,图 放电电流蓄电池容量的关系,2）使用条件对蓄电池容量的影响,②电解液温度,电解液温度降低，蓄电池容量减小适当增加密度，可减小电池内阻，提高电解液渗透速度，使蓄电池容量增大但密度超过某一数值时，由于电解液粘度增加使渗透速度降低，蓄电池内阻增大，又使蓄电池的容量减小一般在1.26～1.30g/cm33）电解液。