汽車電氣項(xiàng)目一.ppt

1、項(xiàng)目1:汽車電源系統(tǒng)，任務(wù)1.1熟悉電池1.1.1了解電池的結(jié)構(gòu)和工作原理1.1.2學(xué)會(huì)正確使用和維護(hù)電池任務(wù)1.2了解交流發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理1.2.2了解交流發(fā)電機(jī)的檢測(cè)和故障排除任務(wù)1.3了解電壓調(diào)節(jié)器的工作原理1.3.2了解檢測(cè)1.1.1了解電池的結(jié)構(gòu)和工作原理。1.常用鉛酸蓄電池的分類和特點(diǎn)目前，汽車上常用的電池主要有普通電池、免維護(hù)電池、混合電池和再生電池。重組電池，也稱為凝膠電池，是最新的科技成果。1.普通電池普通電池的極板由鉛和氧化鉛制成，電解液由按規(guī)定比例用蒸餾水稀釋的純硫酸制成。其主要優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格便宜，電壓穩(wěn)定。缺點(diǎn)是比能量低(每千克蓄電池儲(chǔ)存的能量)、使用壽命短和日常維護(hù)

2、頻繁。2.免維護(hù)電池免維護(hù)電池的正極板由鉛鈣或鉛銻合金制成，負(fù)極板由鉛鈣合金制成。這種結(jié)構(gòu)可以提高氧和氫的析出電位，因此電池本體中電解液的消耗很小，在額定使用壽命內(nèi)基本不需要補(bǔ)充蒸餾水。1.1.1了解電池的結(jié)構(gòu)和工作原理，其主要優(yōu)點(diǎn)是耐振動(dòng)、耐高溫、體積小和自放電小。這種電池的使用壽命一般是普通電池的兩倍。市場(chǎng)上有兩種免維護(hù)電池：一是購(gòu)買(mǎi)時(shí)一次性添加電解質(zhì)，以后使用時(shí)無(wú)需添加補(bǔ)充劑；另一個(gè)是電池本身已經(jīng)充滿了電解液，出廠時(shí)已經(jīng)密封，所以用戶根本無(wú)法添加和補(bǔ)充。另一個(gè)需要注意的問(wèn)題是，“免維護(hù)”僅意味著在使用過(guò)程中不需要補(bǔ)充蒸餾水，其他指標(biāo)也不需要維護(hù)。上一頁(yè)，下一頁(yè)，上一頁(yè)，1.1.1了解電池

3、的結(jié)構(gòu)和工作原理，3 .混合電池混合電池結(jié)合了普通電池和免維護(hù)電池的優(yōu)點(diǎn)。這種電池可以承受6次深度循環(huán)，并且仍然保持其原始的100%備用容量。深度循環(huán)可以進(jìn)行大電流深度放電和大電流快速充電，并在充電前將電池幾乎完全放電?；旌蟿?dòng)力電池的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)由大約2個(gè)。75%銻合金在陽(yáng)極板上，鈣合金在陰極板上。這使電池保持備用容量，以提高汽車的啟動(dòng)性能，同時(shí)，它可以承受深度循環(huán)。同時(shí)，銻合金的使用也減少了柵極的生長(zhǎng)和腐蝕。鉛和鈣的釋氣比傳統(tǒng)電池少，傳統(tǒng)電池只是吸收了免維護(hù)電池的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)。上一頁(yè)，下一頁(yè)，上一頁(yè)，1.1.1了解電池的結(jié)構(gòu)和工作原理，4。復(fù)合電池復(fù)合電池也稱為凝膠電池。這種電池具有以下特性。(1)

4、電池由特殊合金制成，不含污染環(huán)境且難以回收的物質(zhì)。電解液采用特殊膠體，即使電池破損也不會(huì)泄漏，增加了工廠電池的環(huán)境安全性。(2)采用低電阻隔膜和特殊工藝結(jié)構(gòu)，電池內(nèi)阻極小，充電接受性好，大功率放電性能優(yōu)異。(3)非常低的自放電率。電池采用優(yōu)質(zhì)隔膜、原材料和特殊加工工藝，自放電率極低(每月不到額定容量的3%)。(4)平均放電時(shí)間比同等容量的常規(guī)電池長(zhǎng)4倍，因此相對(duì)容量較大。(5)在深循環(huán)充放電狀態(tài)下，不破壞電池的物理結(jié)構(gòu)，能承受超過(guò)800安的額定冷啟動(dòng)電流，提高了可靠性。1.1.1了解電池的結(jié)構(gòu)和工作原理，2 .汽車電池的工作原理和功能(圖1-1)是一種能夠儲(chǔ)存和產(chǎn)生電能的電化學(xué)裝置。電化學(xué)是指

5、化學(xué)反應(yīng)，其中兩個(gè)1.電池放電當(dāng)電池與外部負(fù)載連接時(shí)，例如，與起動(dòng)馬達(dá)連接形成回路，將發(fā)生能量轉(zhuǎn)換，導(dǎo)致化學(xué)能被轉(zhuǎn)換成電能，并且產(chǎn)生的電流將流經(jīng)該電路以使起動(dòng)馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)。電池通過(guò)化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電流，化學(xué)反應(yīng)發(fā)生在兩塊浸在電解液中的不同極板之間。通過(guò)這種能量轉(zhuǎn)換，電池釋放或儲(chǔ)存能量。2.電池充電由充電裝置提供的DC電壓施加到電池上。當(dāng)DC電壓高于電池電壓時(shí)，電流將從電池的正極和負(fù)極流出，從而在電池內(nèi)部發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)物質(zhì)。上一頁(yè)，下一頁(yè)，返回，1.1.1了解電池的結(jié)構(gòu)和工作原理。因此，電池儲(chǔ)存能量，直到需要使用為止。3.電池充電和放電的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程。電池是通過(guò)添加電解質(zhì)來(lái)激活的。這種

6、溶液在正極板中的二氧化鉛和負(fù)極板中的海綿鉛之間引起化學(xué)反應(yīng)。同時(shí)，電解質(zhì)也是穿過(guò)隔板在正極板和負(fù)極板之間移動(dòng)的電子流的載體。27 (80)時(shí)的校正電解液比重為1。當(dāng)汽車電池充滿電時(shí)。因此，電解液的比重為1。265表示電解質(zhì)為1。比等量的水重265倍。隨著電池的放電，由于放電過(guò)程中的化學(xué)反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生水，因此電解液的比重會(huì)降低。電池中電解液的比重可以指示電池的充電程度。電解液比重和充電程度之間的一般關(guān)系如下。充滿電：比重1。265 75%充電：比重1。225 50%充電：比重1。190，上一頁(yè)，下一頁(yè)，背面，1.1.1了解電池的結(jié)構(gòu)和工作原理，25%充電：比重1。155排放：比重1。120或所有比重

7、規(guī)格都基于標(biāo)準(zhǔn)溫度。當(dāng)溫度高于標(biāo)準(zhǔn)溫度27(80)時(shí)，比重將增加；當(dāng)溫度低于標(biāo)準(zhǔn)溫度時(shí)，比重會(huì)降低。因此，所有比重測(cè)量都必須根據(jù)溫度進(jìn)行校正。方法是增加0。每5英鎊就有004英鎊。5(10)增加到27(80)以上，減少0。每5英鎊就有004英鎊。5(10)降至27(80)以下。在實(shí)際使用中，電池會(huì)部分放電，然后反復(fù)充電。這意味著電池內(nèi)部會(huì)多次發(fā)生可逆的化學(xué)反應(yīng)。隨著反復(fù)充電和放電，電池單元板上的活性材料將緩慢磨損，這將最終導(dǎo)致電池板剝離。一旦電池板剝落到嚴(yán)重影響可逆化學(xué)反應(yīng)的程度，必須更換電池。上一頁(yè)，下一頁(yè)，返回，1.1.1了解電池的結(jié)構(gòu)和工作原理。在充電狀態(tài)下，正極板的材料基本上是純二氧化

8、鉛。負(fù)極板的活性物質(zhì)是海綿鉛。電解質(zhì)是硫酸(H2 S04)和水的溶液。電池的電壓取決于活性材料之間的化學(xué)差異。圖1-2顯示了放電過(guò)程中離子流動(dòng)和電極板與電解質(zhì)結(jié)合的過(guò)程。正極板上的鉛(Ph2)在酸性溶液中與硫酸鹽(S 042-)結(jié)合形成硫酸鉛(PbS04)。當(dāng)該反應(yīng)發(fā)生時(shí)，正極板活性材料中的氧(O2)與電解質(zhì)中的氫(4H)結(jié)合形成水(2H20)。產(chǎn)出水稀釋了工廠中酸液的濃度。上一頁(yè)，下一頁(yè)，返回，1.1.1了解電池的結(jié)構(gòu)和工作原理，在負(fù)極板上，鉛(Ph2)與硫酸鹽(S 042-)結(jié)合形成硫酸鉛(PbS04)。放電的結(jié)果是，正極板由氧化鉛變?yōu)榱蛩徙U，負(fù)極板也變?yōu)榱蛩徙U。充電周期與放電周期完全相反

9、(圖1-3)。兩塊板上的硫酸鉛分解回原來(lái)的：鉛(Ph2)和硫酸鹽(SO42-)。電解液中的水分解成氫和氧；氫(2H)與硫酸鹽結(jié)合，再次變成硫酸(H2SO4)。氧氣與正極板結(jié)合形成二氧化鉛。1.1.1了解蓄電池的結(jié)構(gòu)和工作原理，汽車蓄電池： (1)的一些重要功能在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)期間，它控制起動(dòng)馬達(dá)、點(diǎn)火系統(tǒng)、電子燃油噴射和其他為發(fā)動(dòng)機(jī)服務(wù)的電氣設(shè)備。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)不運(yùn)轉(zhuǎn)或汽車充電系統(tǒng)不工作時(shí)，它向汽車附件提供電能。(2)當(dāng)汽車充電系統(tǒng)輸出的電能不能滿足用電需求時(shí)，可以在有限的時(shí)間內(nèi)供給。(3)電池作為整個(gè)汽車電氣系統(tǒng)的穩(wěn)壓器，補(bǔ)償發(fā)電機(jī)輸出電壓的波動(dòng)。汽車啟動(dòng)時(shí)，啟動(dòng)電機(jī)需要電池在短時(shí)間內(nèi)提供100安培以

10、上的電流，因此要求汽車電池具有大電流放電能力。這種能力不僅與電池本身有關(guān)，還受溫度、發(fā)動(dòng)機(jī)功率和發(fā)動(dòng)機(jī)狀況的影響。1.1.1了解電池的結(jié)構(gòu)和工作原理。發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，汽車充電系統(tǒng)開(kāi)始給電池充電，并為電氣系統(tǒng)的運(yùn)行提供電流。汽車充電系統(tǒng)的核心主要是與發(fā)動(dòng)機(jī)相連的交流發(fā)電機(jī)。大多數(shù)交流發(fā)電機(jī)的最大輸出電流為60120A。一般來(lái)說(shuō)，這個(gè)范圍內(nèi)的電流可以滿足汽車所有電氣系統(tǒng)正常運(yùn)行所需的容量。然而，在某些情況下(如發(fā)動(dòng)機(jī)怠速)，發(fā)電機(jī)的電流輸出低于其最大額定值。這時(shí)，如果電器附件太多(如加熱器、雨刷、頭燈和收音機(jī)等)。)打開(kāi)時(shí)，消耗的電流可能超過(guò)交流發(fā)電機(jī)提供的額定范圍，在此期間，電池將提供額外的補(bǔ)充電

11、流。點(diǎn)火開(kāi)關(guān)關(guān)閉后，汽車中的一些設(shè)備也需要電池繼續(xù)提供電能來(lái)保持設(shè)定狀態(tài)。1.1.1了解電池的結(jié)構(gòu)和工作原理。當(dāng)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)關(guān)閉時(shí)，仍施加在蓄電池上的負(fù)載稱為截止負(fù)載或寄生負(fù)載，如時(shí)鐘、記憶座椅、發(fā)動(dòng)機(jī)計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器、車身計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器和電子音響系統(tǒng)存儲(chǔ)器。然而，在這種情況下，電池的總消耗電流非常小，通常小于30A。在另一種情況下，當(dāng)汽車充電系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，電池必須提供控制汽車所需的所有電流。如果放電電流過(guò)低，無(wú)法保持發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，大多數(shù)電池將提供2a和120分鐘的備用容量，以滿足緊急補(bǔ)充的要求。上一頁(yè)，下一頁(yè)，返回，1.1.1了解電池的結(jié)構(gòu)和工作原理。電池的待機(jī)容量是指電池在某一電流速率下直到電壓降至

12、某一值以下的放電時(shí)間。電池的電能主要取決于電池的大小和質(zhì)量、極板的有效面積以及電解液中硫酸的量。3.電池1的結(jié)構(gòu)。普通電池普通電池由七個(gè)基本部分組成：正極板、負(fù)極板、隔板、外殼、帶子、電解液和端子。極板、正極板或負(fù)極板的基本單位是網(wǎng)格。格柵通常由鉛合金組成，即在鉛中加入5%-6%的銻以增加格柵的強(qiáng)度。網(wǎng)格上有直角相交的橫條和豎條(圖1-4)，由氧化鉛、酸和材料膨脹劑制成的活性物質(zhì)制成糊狀，壓入網(wǎng)格中。上一頁(yè)，下一頁(yè)，返回，1.1.1了解電池的結(jié)構(gòu)和工作原理，負(fù)極板和正極板在每個(gè)電池單元中交替排列(圖1-5)。每個(gè)細(xì)胞由9-13個(gè)平板組成。正極板和負(fù)極板通過(guò)由微孔材料制成的隔板相互絕緣。當(dāng)所有的

13、正極板相互連接，所有的負(fù)極相互連接時(shí)，工廠蓄電池中的單個(gè)電池就形成了(圖1-6)。每個(gè)電池的電壓通常為2。1V .典型的12 V汽車電池由六個(gè)串聯(lián)的電池組成(圖1-7)。通過(guò)串聯(lián)電池，每個(gè)電池的電流容量和電壓保持不變。因?yàn)榱鶄€(gè)單元中的每一個(gè)都產(chǎn)生2。1伏電壓，將這些電池串聯(lián)將產(chǎn)生12.6伏電壓，這是工廠汽車電氣系統(tǒng)所需要的。，上一頁(yè)，下一頁(yè)，上一頁(yè)，1.1.1了解電池的結(jié)構(gòu)和工作原理。系桿的功能是將一個(gè)電池的陽(yáng)極連接到另一個(gè)電池的陰極，形成串聯(lián)連接。電池連接可以是穿過(guò)隔板、隔板上方或隔板外部的：之一(圖1-8)。電池組電池被浸沒(méi)在充滿工廠電解液的電池基座中。用于汽車電池的電解液由64%的水和3

14、6%的硫酸組成。電池外殼由聚丙烯、硬橡膠和塑料制成。外殼必須滿足極端溫度、振動(dòng)和酸腐蝕的要求。電池單元端放置在外殼底部的凸起支架上。當(dāng)單個(gè)電池被提起時(shí)，可以在外殼的底部看到用于從電極板分離沉淀物的空間。如果沉積物不包含在這些空間中，它可能會(huì)穿過(guò)電極板的連接條并使單個(gè)電池短路。因?yàn)閭鹘y(tǒng)電池在充電過(guò)程中會(huì)釋放氫氣，所以電池外殼上會(huì)有一個(gè)排氣口。排氣口位于傳統(tǒng)電池外殼的蓋子上(圖1-9)。上一頁(yè)，下一頁(yè)，上一頁(yè)，1.1.1了解電池的結(jié)構(gòu)和工作原理，2 .免維護(hù)電池免維護(hù)電池是指平時(shí)不需要給電池的每個(gè)電池加水。該電池是密封的(圖1-10)。與傳統(tǒng)電池相比，它與單電池板的材料僅略有不同。在電網(wǎng)中加入鈣、

15、鎘或鍶可以減少氣體排放和自放電。氣體排放是由于蓄電池的電解過(guò)程，即水被電解成氫氣和氧氣。傳統(tǒng)電池中使用的銻不用于免維護(hù)電池，因?yàn)樗黾恿朔纸獬蓺浜脱醯乃牧?，這是由于對(duì)過(guò)充電的抵抗力低。免維護(hù)電池的每個(gè)極板由外殼設(shè)計(jì)的隔板包裹，三面封閉。外殼由微孔塑料制成。通過(guò)將電極板放入外殼中，電極板被隔離，活性物質(zhì)從電極板上脫落的可能性降低，從而延長(zhǎng)了電池的使用壽命。上一頁(yè)，下一頁(yè)，返回，1.1.1了解電池的結(jié)構(gòu)和工作原理。免維護(hù)電池是密封的，除了工廠的一個(gè)小通風(fēng)口，這樣電解液和蒸汽就不會(huì)溢出(圖1-11)。為了防止外殼因膨脹而破裂，設(shè)計(jì)了一個(gè)膨脹和收縮室來(lái)濃縮水并將其返回到電池單元。這樣，水就不會(huì)從電池

16、中溢出，所以在電池的整個(gè)生命周期中沒(méi)有必要加水。一些免維護(hù)電池具有顯示充電狀態(tài)的內(nèi)置比重計(jì)(圖1-12)。液體比重計(jì)是一種檢測(cè)電解液比重以確定電池充電狀態(tài)的測(cè)試儀器。通過(guò)電池頂部的窺鏡觀察，如果比重計(jì)底部的點(diǎn)是綠色的，則表示電池已經(jīng)充滿電(超過(guò)65%的電量)；如果圓點(diǎn)是黑色的，說(shuō)明電池沒(méi)電了，需要充電。1.1.1了解電池的結(jié)構(gòu)和工作原理，從而解決由于電池密封而無(wú)法用外部比重計(jì)測(cè)試電池狀態(tài)的問(wèn)題。特別重要的是要記住，內(nèi)置比重計(jì)僅指示電池六個(gè)電池之一的充電狀態(tài)，在實(shí)際使用中應(yīng)予以注意。許多制造商已經(jīng)將免維護(hù)電池改裝成“低維護(hù)電池”，這種電池的外殼可以在工廠測(cè)試和電解質(zhì)水平檢測(cè)時(shí)取下。同時(shí)，網(wǎng)格結(jié)構(gòu)還包含大約3個(gè)。4%銻。為了減小電流流過(guò)柵道的距離，即內(nèi)阻，增加其強(qiáng)度，在制造過(guò)程中采用了水平柵條和垂直柵條不直角相交的方案(圖1-13)。了解電池的結(jié)構(gòu)和工作原理，3 .混合動(dòng)力電池下面關(guān)于混合動(dòng)力電池的討論是指一種電池，而不是混合動(dòng)力汽車中使用的電池?；旌蟿?dòng)力電池的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)不同于其他類型的電池，因?yàn)椋喊逶诰W(wǎng)格中心附近有一個(gè)凸耳。此外，豎條和橫條以放射狀排列(圖1-14)。通過(guò)使用網(wǎng)格中心附近的凸耳和