汽车电器与电子技术 作者 孙仁云 汽车电器与电子技术 第02章汽车供电系统.ppt

第 2 章 汽车供电系统 汽车供电系统的功用是向车载各用电设备提供电能，由蓄电池与发电机并联组成。 发动机工作时，由发动机带动发电机向汽车用电设备提供电能，并向蓄电池充电。 蓄电池的功用 1. 发动机启动时，向启动机和点火系统供电 2. 发动机低速运转时，向用电设备和发电机磁场绕组供电。（应用中应避免） 3. 发动机运转时，将发电机剩余电能转化为化学能储存起来； 4. 发电机过载时，协助发电机向用电设备供电 5. 蓄电池相当于一个大电容器，能吸收电路中出现的瞬时过电压，保护电子元件，保持汽车电器系统电压稳定。 对蓄电池的要求 启动发动机时，蓄电池在5～10S内，要向启动机连续供给强大电流（汽油机200～600A，柴油机800～1000A）。 因此，对蓄电池的要求是：容量大、内阻小、有足够的启动能力。 能满足发动机起动需要的蓄电池被称之为起动型蓄电池，汽车上使用的就是起动型蓄电池。 对发电机的要求 (1) 由于发动机工作时的转速变化范围很大，要求发电机在发动机转速变化范围内都能正常发电且电压稳定，以满足用电设备的用电需求； (2) 要求发电机的体积小、重量轻、故障率低、发电效率高、充电性能良好、维护方便或少维护、使用寿命长等，以确保汽车使用性能要求。 2.1 蓄电池的构造 蓄电池是一种可逆的低压直流电源，既能将化学能转换为电能，也能将电能转换为化学能。 汽车起动用铅酸蓄电池(简称蓄电池)按性能可分为干式荷电蓄电池和免维护蓄电池两类。 蓄电池的基本构造图 2.1.1 极板与极板组 极板：是蓄电池的基本部件，由它接受充入的电能和向外释放电能。极板分正极板和负极板两种。正极板上的活性物质是二氧化铅，呈棕红色；负极板上的活性物质是海绵状纯铅，呈青灰色。 为了增大蓄电池的容量，将多片正极板和负极板各自用横板焊接并联起来，组成正极板组和负极板组。 将正负极板相互嵌合（中间用隔板隔开）的极板组（如下图）置于存有电解液的容器中，就构成了单格电池，单格电池的标称电压为2V。 一个12V的蓄电池就需用6个单格电池串联而成，如右图，12V电系汽车选用一只电池，24V电系汽车选用两只电池。 2.1.2 隔板 为了避免相互接触而短路，正负极板之间要用绝缘的隔板隔开。 隔板材料应具有多孔性结构，以便电解液自由渗透，而且化学性能应稳定，具有良好的耐酸性和抗氧化性。 微孔塑料和微孔橡胶隔板的结构如图a所示。 免维护蓄电池普遍采用了聚氯乙烯袋式隔板，结构如图b所示。 2.1.3 电解液 （1） 电解液的作用是使极板上的活性物质发生溶解和电 离，产生电化学反应,它由纯净的硫酸与蒸馏水按 一定的比例配制而成。 （2）电解液的密度一般为1.24-1.30g/㎝3。 （3）电解液纯度是影响蓄电池电气性能和使用寿命的重 要因素。因此，蓄电池用电解液必须符合专业标准 规定，所用硫酸和蒸馏水也必须符合相应的国家标 准和专业标准的规定。由于工业用硫酸和普通水中 含铜、铁等杂质较多，会加速蓄电池自放电，所以， 不能用于蓄电池。 2.1.4 壳体 蓄电池外壳为一整体式结构的容器，极板、隔板和电解液均装入外壳内。 蓄电池电压一般有6V和12V两种规格，因此，外壳内由间壁分成3个和6个互不相通的单格。 外壳应耐酸、耐热、耐寒、抗震动，并具有足够的机械强度。 此外，还有联条和加液孔盖等。 干荷电与免维护蓄电池普遍采用穿壁式点焊联接，所用联条尺寸很小，并设制在壳体内部，如图所示。 蓄电池的装配过程 2.1.5 蓄电池技术状态指示器 （1）蓄电池技术状态指示器又称为内装式密度计，由 透明塑料 管、底座和颜色不同的两只小球（一只为蓝色、 另一只为红色）组成，如图a所示。 （2）当蓄电池电量充足、电解液密度大于1.22时，从指 示器顶部进行观察，当中心呈红色圆点、周围呈蓝色圆 环，表示蓄电池技术状态良好，如图b所示。 （3）当蓄电池电量不足、电解液相对密度过低时，蓝 色小球下移到极限位置，其观察结果如图c所示，中心呈 红色圆点、周围呈无色透明圆环，表示蓄电池亏电严 重，必须立即充电。 （4）当电解液液面过低时，两只小球都将下移到极限 位置，其观察结果如图d所示，中心呈无色透明圆点、 周围呈红色圆环，表示电解液不足，说明蓄电池不能继 续使用，必须更换蓄电池。如果这种指示器安装在干荷 电蓄电池上，则表示必须添加蒸馏水。 2.2 蓄电池的工作原理 双极硫酸盐化理论； 蓄电池中参与化学反应的物质，正极板上pbO2； 负极板上是pb； 电解液是硫酸水溶液； 蓄