第1章 汽车电源系统.ppt
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1、汽车电源系统汽车电源系统汽车电器与电子技术汽车电器与电子技术 盐城工学院汽车工程学院盐城工学院汽车工程学院 授课教师:授课教师:熊新熊新 联系方式:联系方式:13327988330 汽车电源系统汽车电源系统第第1章章 汽车电源系统汽车电源系统汽车电源系统汽车电源系统1.1 蓄电池蓄电池汽车电源系统汽车电源系统(1)蓄电池的)蓄电池的作用作用起动供电:短时(起动供电:短时(5-10s5-10s)提供起动电流为)提供起动电流为200200600600A,A,有的柴油机起动电流达有的柴油机起动电流达10001000A A。备用供电备用供电协助供电协助供电储存能量(充电)。储存能量(充电)。汽车电源系
2、统汽车电源系统(2)蓄电池的分类)蓄电池的分类 车用蓄电池可分为以下车用蓄电池可分为以下4种:种:湿荷电蓄电池湿荷电蓄电池干荷电蓄电池干荷电蓄电池少维护蓄电池少维护蓄电池免维护蓄电池。免维护蓄电池。汽车电源系统汽车电源系统(3 3)蓄电池的构造(铅酸蓄电池)蓄电池的构造(铅酸蓄电池)*极板极板 *隔板隔板 *外壳外壳 *电解液电解液汽车电源系统汽车电源系统即是即是6 6个单格电池个单格电池额定电压额定电压1212伏伏额定容量额定容量100100AhAh起动型干荷蓄电池起动型干荷蓄电池(4 4)蓄电池的型号)蓄电池的型号比如:比如:6-QA-100 按按照照原原机机械械工工业业部部部部颁颁标标准
3、准JB2599JB259919931993的规定,铅蓄电池产品型号分为三段的规定,铅蓄电池产品型号分为三段汽车电源系统汽车电源系统定义:一定放电条件下,输出的电量定义:一定放电条件下,输出的电量C=If tf(5 5)蓄电池的容量)蓄电池的容量*20h20h率额定容量:率额定容量:2525,20h20h率放电率放电电量电量C20 12V 12V10.510.50.05V0.05V 6V 6V5.255.250.02V0.02V*储备容量:储备容量:25252 2 ,25A25A电流放电电流放电Crn 12V 12V10.510.50.05V0.05V 6V 6V5.255.250.02V0.0
4、2V汽车电源系统汽车电源系统(6 6)蓄电池的)蓄电池的工作原理工作原理 蓄电池的化学反应方程式为蓄电池的化学反应方程式为:A.A.电势的建立电势的建立汽车电源系统汽车电源系统B.B.放电过程放电过程将蓄电池的将蓄电池的化学能转换化学能转换成电能的过成电能的过程称为放电程称为放电过程。过程。汽车电源系统汽车电源系统C C、充电过程充电过程将电能转换将电能转换成蓄电池化成蓄电池化学能的过程学能的过程称为充电过称为充电过程,它是放程,它是放电反应的逆电反应的逆过程。过程。汽车电源系统汽车电源系统D.D.蓄电池充放电过程结论蓄电池充放电过程结论 蓄电池在放电时,电解液中的硫酸将逐渐减少,蓄电池在放电
5、时,电解液中的硫酸将逐渐减少,而水将逐渐增多,电解液相对密度下降而水将逐渐增多,电解液相对密度下降 。蓄电池在充电时,电解液中的硫酸将逐渐增多,蓄电池在充电时,电解液中的硫酸将逐渐增多,而水将逐渐减少,电解液相对密度增加。而水将逐渐减少,电解液相对密度增加。在充放电时,电解液浓度发生变化,主要是由于在充放电时,电解液浓度发生变化,主要是由于正极板的活性物质化学反应的结果,因此要求正正极板的活性物质化学反应的结果,因此要求正极极处的电解液流动性要好。极极处的电解液流动性要好。在装配蓄电池时,应将隔板有沟槽的一面对着正在装配蓄电池时,应将隔板有沟槽的一面对着正极板,以便电解液流通。极板,以便电解液
6、流通。汽车电源系统汽车电源系统(7)(7)蓄电池的工作特性蓄电池的工作特性 蓄电池的静止电动势及基本电特性蓄电池的静止电动势及基本电特性 (蓄电池的内阻)(蓄电池的内阻)蓄电池的充电特性蓄电池的充电特性 蓄电池的放电特性蓄电池的放电特性 汽车电源系统汽车电源系统A.A.蓄电池的静止电动势、内阻及端电压蓄电池的静止电动势、内阻及端电压a.a.蓄蓄电电池池处处于于静静止止状状态态时时,正正负负极极板板之之间间的的电电位差(即开路电压)称为位差(即开路电压)称为静止电动势静止电动势。一般规定铅蓄电池的额定开路电压为一般规定铅蓄电池的额定开路电压为2.02.0V V。开路电压(静止电动势)公式开路电压
7、(静止电动势)公式汽汽车车用用蓄蓄电电池池的的电电解解液液密密度度一一般般在在1.12-1.12-1.301.30g/cm3g/cm3之间,因此之间,因此E0=1.97E0=1.972.152.15(V V)汽车电源系统汽车电源系统汽车电源系统汽车电源系统实测电解液的密度换算成实测电解液的密度换算成1515时的密度为:时的密度为:b.b.内阻:极板、电解液、隔板、联条和极桩内阻:极板、电解液、隔板、联条和极桩c.c.端电压端电压 放电时:放电时:u=E-Iu=E-If fR R0 0 I If f放电电流放电电流 充电时:充电时:u=E+Iu=E+Ic cR R0 0 I Ic c充电电流充电
8、电流汽车电源系统汽车电源系统B.B.蓄电池的充电特性蓄电池的充电特性充电开始阶段充电开始阶段:端电压端电压迅速上升。开始充电迅速上升。开始充电时,孔隙内迅速生成时,孔隙内迅速生成硫酸,浓差极化增大,硫酸,浓差极化增大,端电压迅速上升。端电压迅速上升。稳定上升阶段稳定上升阶段:端电压端电压缓慢上升至缓慢上升至2.42.4V V左右。左右。孔隙内生成的硫酸向孔隙内生成的硫酸向孔隙外扩散,当硫酸孔隙外扩散,当硫酸生成的速度与扩散速生成的速度与扩散速度达到平衡时,端电度达到平衡时,端电压随整个容器内电解压随整个容器内电解液密度变化而缓慢上液密度变化而缓慢上升。升。汽车电源系统汽车电源系统充电末期充电末
9、期 电压迅速上升到电压迅速上升到2.72.7V V左右,且稳左右,且稳定不变,电解液定不变,电解液呈沸腾状态。活呈沸腾状态。活性物质还原反应性物质还原反应结束后的充电称结束后的充电称为过充电,充电为过充电,充电电流用于电解水,电流用于电解水,应避免长时间过应避免长时间过充电。充电。汽车电源系统汽车电源系统蓄电池的充满电的特征蓄电池的充满电的特征端电压上升到最大值端电压上升到最大值2.72.7V V,并在并在2 2h3hh3h内内不在增加。不在增加。电解液相对密度上升到最大值电解液相对密度上升到最大值1.271.27g/cm g/cm 蓄电池内产生大量气泡蓄电池内产生大量气泡。汽车电源系统汽车电
10、源系统C.C.蓄电池的放电特性蓄电池的放电特性开始放电阶段开始放电阶段:端电压端电压由由2.142.14V V迅速下降至迅速下降至2.12.1V V极板孔隙内硫酸迅速极板孔隙内硫酸迅速消耗,电解液密度迅消耗,电解液密度迅速下降,浓差极化增速下降,浓差极化增大,端电压迅速下降。大,端电压迅速下降。相对稳定阶段相对稳定阶段 :端电端电压由缓慢下降至压由缓慢下降至1.851.85V,V,极板孔隙外向极板孔隙外向孔隙内扩散的硫酸与孔隙内扩散的硫酸与孔隙内消耗的硫酸达孔隙内消耗的硫酸达到动态平衡,孔内外到动态平衡,孔内外电解液密度一起缓慢电解液密度一起缓慢下降,所以端电压缓下降,所以端电压缓慢下降。慢下
11、降。汽车电源系统汽车电源系统C.C.蓄电池的放电特性蓄电池的放电特性(3 3)迅速下降)迅速下降阶段阶段端电压由端电压由1.851.85V V迅速下降至迅速下降至1.751.75V V。放电接近终了放电接近终了时,电化学极时,电化学极化、浓差极化、化、浓差极化、欧姆极化显著欧姆极化显著增大,端电压增大,端电压迅速下降迅速下降汽车电源系统汽车电源系统蓄电池的放电终了的特征蓄电池的放电终了的特征电解液相对密度降低到最小许可值。电解液相对密度降低到最小许可值。单体电池的端电压降至放电终止电压。单体电池的端电压降至放电终止电压。汽车电源系统汽车电源系统(8 8)蓄电池的使用与维护蓄电池的使用与维护(一
12、)三抓(一)三抓1.1.抓及时、正确充电抓及时、正确充电装车使用电池定期补充充电,放电程度,冬季装车使用电池定期补充充电,放电程度,冬季不超过不超过25%25%,夏季不超过,夏季不超过50%50%;带电液存放的蓄电池定期补充充电。带电液存放的蓄电池定期补充充电。2.2.抓正确使用操作抓正确使用操作每次启动时间不超过每次启动时间不超过5 5s s,启动间隔时间启动间隔时间1515s s,最多连续启动最多连续启动3 3次;次;3.3.抓清洁保养抓清洁保养及时清除蓄电池表面的酸液,经常疏通通气孔及时清除蓄电池表面的酸液,经常疏通通气孔汽车电源系统汽车电源系统五防五防1.1.防止过充和充电电流过大防止
13、过充和充电电流过大2.2.防止过度放电防止过度放电3.3.防止电解液液面过低防止电解液液面过低4.4.防止电解液密度过大防止电解液密度过大5.5.防止电解液内混入杂质。防止电解液内混入杂质。汽车电源系统汽车电源系统(9 9)蓄电池的充电)蓄电池的充电充电方法充电方法1 1恒流充电恒流充电2 2恒压充电恒压充电汽车电源系统汽车电源系统充电的种类充电的种类初充电初充电对新蓄电池或更换极板后的蓄电池进行的首次对新蓄电池或更换极板后的蓄电池进行的首次充电。恢复蓄电池在存放期间,极板上部分活充电。恢复蓄电池在存放期间,极板上部分活性物质缓慢放电和硫化而失去的电量。性物质缓慢放电和硫化而失去的电量。初充电
14、的特点:充电电流小,充电时间长,必初充电的特点:充电电流小,充电时间长,必须彻底充足。须彻底充足。初充电的程序初充电的程序1 1)加注电解液)加注电解液密度符合厂家规定,液面高度符合要求。密度符合厂家规定,液面高度符合要求。2 2)选择充电电流)选择充电电流恒流法恒流法 IC1=C20/15 IC2=C20/30 IC1=C20/15 IC2=C20/30 3 3)连接蓄电池连接蓄电池汽车电源系统汽车电源系统补充充电补充充电蓄电池使用后的充电。蓄电池使用后的充电。需补充充电情况:需补充充电情况:1 1)启动无力时(非机械故障);)启动无力时(非机械故障);2 2)前照灯灯光暗淡,表示电力不足时
15、;)前照灯灯光暗淡,表示电力不足时;3 3)电解液密度下降到)电解液密度下降到1.201.20g/cm3g/cm3以下时;以下时;4 4)冬季放电超过)冬季放电超过25%25%,夏季放电超过,夏季放电超过50%50%时;时;汽车电源系统汽车电源系统补充充电与初充电的不同点补充充电与初充电的不同点(1 1)充电前不需要加注电解液;)充电前不需要加注电解液;(2 2)蓄电池补充充电电流的选择;)蓄电池补充充电电流的选择;IC1=C20/10IC1=C20/10(A A)IC2=C20/20 IC2=C20/20(A A)(3 3)充电时间约为充电时间约为13131616h h汽车电源系统汽车电源系
16、统1.2 新型蓄电池新型蓄电池干荷电蓄电池干荷电蓄电池 (极板干燥、(极板干燥、2 2年)年)胶体电解质铅蓄电池胶体电解质铅蓄电池 免维护蓄电池免维护蓄电池汽车电源系统汽车电源系统1 1、干荷电蓄电池、干荷电蓄电池 (极板干燥、(极板干燥、2 2年)年)极板完全干燥,长期保存(极板完全干燥,长期保存(2 2年)电量的年)电量的电池。电池。负极板上加入抗氧化剂,在表面形成保负极板上加入抗氧化剂,在表面形成保护膜;正极板较稳定。护膜;正极板较稳定。储存过储存过2 2年的电池应充电年的电池应充电510h510h后使用。后使用。汽车电源系统汽车电源系统2 2、胶体电解质铅蓄电池、胶体电解质铅蓄电池 电
17、解质采用净化的硅酸钠溶液和硫酸水溶电解质采用净化的硅酸钠溶液和硫酸水溶液混合后,凝结成胶状物质。液混合后,凝结成胶状物质。优点:不流动、使用时加蒸馏水,安全方优点:不流动、使用时加蒸馏水,安全方便。便。缺点:内阻大、启动容量较小,自放电程缺点:内阻大、启动容量较小,自放电程度较高。度较高。汽车电源系统汽车电源系统3 3、免维护蓄电池、免维护蓄电池使用中无需加水,可用使用中无需加水,可用3.543.54年不必加水年不必加水有足够的电力起动汽车有足够的电力起动汽车自放电少,不需补充充电。自放电少,不需补充充电。汽车电源系统汽车电源系统1.4 智慧型蓄电池智慧型蓄电池电池负载有两种:电池负载有两种:
18、起动机起动机,辅助用电辅助用电(照(照明、风扇、加热器、音响、电动窗的起动明、风扇、加热器、音响、电动窗的起动机)机)启动电池的结构特点(启动电池的结构特点(P37P37):低密度活性低密度活性物质,正极板低锑合金、负极板铅钙锡合物质,正极板低锑合金、负极板铅钙锡合金,内阻低,可靠性高,寿命长。金,内阻低,可靠性高,寿命长。辅助电池的结构特点(辅助电池的结构特点(P37P37):长时间、):长时间、中小强度供电。中小强度供电。双电池能量管理双电池能量管理汽车电源系统汽车电源系统1.4 42V电气系统电气系统双电压双电压14/42V14/42V电气系统电气系统 单一的单一的42V42V电气系统电
19、气系统 汽车电源系统汽车电源系统汽车电源系统汽车电源系统汽车电源系统汽车电源系统1.5 电动汽车用电池电动汽车用电池1 1、钠硫电池、钠硫电池汽车电源系统汽车电源系统2 2、燃料电池、燃料电池3 3、锌、锌-空气电池空气电池汽车电源系统汽车电源系统作业作业1.1.汽车电器设备有几部分组成?汽车电器设备有几部分组成?2.2.汽车电器设备有哪些特点?汽车电器设备有哪些特点?3.3.简述蓄电池结构及其功用。简述蓄电池结构及其功用。4.4.什么是蓄电池的容量?其影响因素有哪些?什么是蓄电池的容量?其影响因素有哪些?5.5.简述电动汽车对蓄电池的要求。简述电动汽车对蓄电池的要求。6.6.简述氢氧燃料电池
20、的工作原理。简述氢氧燃料电池的工作原理。7.7.简述不同充电方法的优缺点。简述不同充电方法的优缺点。8.8.简述各种不同充电种类的特点。简述各种不同充电种类的特点。9.9.简述蓄电池有哪些常见故障及相应的排除方法。简述蓄电池有哪些常见故障及相应的排除方法。1 10.0.如何正确的使用和维护蓄电池?如何正确的使用和维护蓄电池?汽车电源系统汽车电源系统1.6 交流发电机交流发电机概述概述 交流发电机的工作原理交流发电机的工作原理 交流发电机的结构交流发电机的结构 交流发电机的工作特性交流发电机的工作特性 汽车电源系统汽车电源系统学习目标学习目标 了解交流发电机的功用、分类;了解交流发电机的功用、分
21、类;掌握发电机的结构、工作原理及检测维掌握发电机的结构、工作原理及检测维修方法;修方法;掌握汽车充电系的组成、电路及检测维掌握汽车充电系的组成、电路及检测维修方法;修方法;汽车电源系统汽车电源系统一、发电机的功用图图1.1.发电机功用图发电机功用图汽车电源系统汽车电源系统二、发电机的分类二、发电机的分类 汽车用发电机可分为汽车用发电机可分为直流发电机和交流直流发电机和交流发电机发电机,由于交流发电机在许多方面优,由于交流发电机在许多方面优于直流发电机,直流发电机已被淘汰,于直流发电机,直流发电机已被淘汰,目前所有汽车均采用交流发电机,交流目前所有汽车均采用交流发电机,交流发电机按照不同的分类方
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