第一部分汽車電器

第一部分汽車電器汽車電器構成電源系統(tǒng)（充電系統(tǒng)）：蓄電池、發(fā)電機、電壓調節(jié)器起動系統(tǒng)：電動機、操縱機構、單向離合器點火系：電源、開關、分電器、點火線圈、火花塞儀表顯示系統(tǒng)：車速里程表、轉速表、冷卻水溫度表、燃油表及各種顯示裝置照明與信號：前照燈、閱讀燈；燈光和聲音信號車身附件：雨刮；電動門窗、門鎖、座椅、后視鏡；空調汽車電器與電子設備重慶大學機械工程學院汽車系張偉2汽車電源系統(tǒng)（充電系統(tǒng)）組成:蓄電池+發(fā)電機+電壓調節(jié)器特點：低壓：6V(摩托車);12V(汽車、電啟動摩托);24V(柴油車)直流：蓄電池只能存儲直流電單線制：機體導電負極搭鐵：降低車體腐蝕第一章蓄電池功用：起動電源備用電源輔助電源電源濾波器種類：鉛酸電池鎳鎘電池鎳氫電池鋰離子電池（鋰聚合物電池）汽車電器與電子設備重慶大學機械工程學院汽車系張偉4常用可充電電池能量密度比較汽車電器與電子設備重慶大學機械工程學院汽車系張偉5鉛酸蓄電池

主要內容

蓄電池的構造與型號蓄電池的工作原理蓄電池的工作特性蓄電池的容量蓄電池的故障及排除蓄電池的充電及設備改進的鉛酸蓄電池可充電電池汽車電器與電子設備重慶大學機械工程學院汽車系張偉6第一節(jié)蓄電池的構造與型號由標稱電壓為2V的單格電池串聯(lián)而成,主要組成部件有:極板組:正極板PbO2;

負極板海綿狀Pb隔板:絕緣,木質、橡膠、塑料、樹脂。殼體：容器，硬橡膠、塑料。電解液：硫酸水溶液，比重1.24~1.30聯(lián)條（Pb)、加液孔蓋、極柱等汽車電器與電子設備重慶大學機械工程學院汽車系張偉7蓄電池的編號規(guī)則按GB1058-77

起動型蓄電池標準規(guī)定，由5部分組成：１

２

３

４

５1：單格電池數(shù)，用數(shù)字表示(6:12V)2：用途代號，漢拼首位字母(Q:起動型)3：極板類型，漢語拼音表示(A:干荷電)4：20h放電率額定容量，單位A?h5：特殊性能，漢拼首位字母(G:高起動率)汽車電器與電子設備重慶大學機械工程學院汽車系張偉8第二節(jié) 蓄電池工作原理充足電的蓄電池，其正極為PbO2，負極為Pb，電解液為硫酸的水溶液。充放電的化學反應是可逆的。PbO2+Pb+2H2SO4≒PbSO4+2H2O汽車電器與電子設備重慶大學機械工程學院汽車系張偉9第三節(jié) 蓄電池工作特性電動勢、內阻充電特性端電壓上升到最大值，2h內不再增加；電解液比重升到最大值，2h內不再增加蓄電池激烈地放出大量氣泡，電解液沸騰。放電特性單格電池電壓降到放電終止電壓；電解液比重降到最小許可值，約1.11。汽車電器與電子設備重慶大學機械工程學院汽車系張偉10第四節(jié) 蓄電池容量指在放電允許的范圍內蓄電池輸出的電量，即放電電流與放電時間的乘積 Q=If×tf（A.h)。額定容量Qe起動容量影響容量的因素

放電電流

電解液溫度 電解液比重汽車電器與電子設備重慶大學機械工程學院汽車系張偉11第五節(jié) 蓄電池的故障及排除極板硫化←→去硫化充電自行放電←→凈化電解液極板短路←→清除短路物活性物質脫落←→清除或更換極板汽車電器與電子設備重慶大學機械工程學院汽車系張偉12第六節(jié) 蓄電池的充電及設備充電類型： 初充電、補充充電、預防硫化過充電、鍛煉循環(huán)充電。充電方法：

定電流充電、

定電壓充電、

脈沖快速充電充電設備1.可控硅調壓充電器2.開關電源充電器第七節(jié)改進的鉛酸蓄電池干荷電蓄電池膠體蓄電池免維護蓄電池螺旋狀極板膠體型免維護蓄電池汽車電器與電子設備重慶大學機械工程學院汽車系張偉16智能蓄電池傳感器智能蓄電池傳感器IBS：

是一個自身帶有微型控制器MPC

的傳感器?？芍苯訙y量電池電流、電壓和溫度數(shù)據，并傳送給電池監(jiān)控運算程序（BatMon）。BatMon計算電池狀態(tài)，并通知能量管理器電池所含能量、性能水平和使用壽命。這種信息反過來可用于支持啟動-停車功能。當檢測到電池接近臨界狀態(tài)時，提示駕駛者更換電池。汽車電器與電子設備重慶大學機械工程學院汽車系張偉17第八節(jié)可充電電池1.鎘鎳電池1.1簡介鎘鎳電池(nickel-cadmiumbattery)采用金屬鎘作負極活性物質，氫氧化鎳作正極活性物質的堿性蓄電池。正、負極材料分別填充在穿孔的附鎳鋼帶（或鎳帶）中，經拉漿、滾壓、燒結、化成或涂膏、烘干、壓片等方法制成極板；用聚酰胺非織布等材料作隔離層；用氫氧化鉀水溶液作電解質溶液；電極經卷繞或疊合組裝在塑料或鍍鎳鋼殼內。汽車電器與電子設備重慶大學機械工程學院汽車系張偉18鎘鎳電池標稱電壓為1.2V，有圓柱密封式（KR）、扣式（KB）、方形密封式（KC）等多種類型。具有使用溫度范圍寬、循環(huán)和貯存壽命長、能以較大電流放電等特點，但存在“記憶”效應，常因規(guī)律性的不正確使用造成電性能下降。鎘鎳電池的電池表達式為： (-)Cd︱KOH(NaOH)︱NiOOH(+)電池反應為：放電時：Cd+NiOOH+H2O→Ni(OH)2+Cd(OH)2充電時：Ni(OH)2+Cd(OH)2→Cd+NiOOH+H2O汽車電器與電子設備重慶大學機械工程學院汽車系張偉191.2基本特性1.鎳鎘電池可重復500次以上的充放電，非常的經濟；2.內阻小，可供大電流的放電，當它放電時電壓的變化很小，作為直流電源是一種質量極佳的電池；3.因為采用完全密封式，因此不會有電解液漏出的現(xiàn)象，也完全不需要補充電解液；4.與其他種類電池相比之下，鎳鎘電池可耐過充電或放過電，操作簡單方便；5.長時間的放置下也不會使性能劣化，當十分充完電后即可恢復原來的特性；6.可使用在很廣的溫度范圍內；7.因為它采用金屬容器而作成，有機械性的堅固；8.鎳鎘電池在非常嚴格的品質管理下被制造完成，有非常優(yōu)良的品質性賴性。汽車電器與電子設備重慶大學機械工程學院汽車系張偉202.鎳氫電池2.1簡介：鎳氫電池是有氫離子和金屬鎳合成，電量儲備比鎳鎘電池多30%，比鎳鎘電池更輕，使用壽命也更長，并且對環(huán)境無污染。鎳氫電池的缺點是價格比鎳鎘電池要貴好多，性能比鋰電池要差。2.2電化學原理主要為KOH作電解液（電解質7moL/LKOH+15g/LLiOH）汽車電器與電子設備重慶大學機械工程學院汽車系張偉21電化學原理充電時正極反應：Ni(OH)2+OH-

→

NiOOH+H2O+e-

負極反應：M+H2O+e-

→MH+OH-

總反應：M+Ni(OH)2

→MH+NiOOH

放電時正極：NiOOH+H2O+e-

→Ni(OH)2+OH-

負極：MH+OH-

→M+H2O+e-

總反應：MH+NiOOH

→M+Ni(OH)2

汽車電器與電子設備重慶大學機械工程學院汽車系張偉223.鋰離子電池鋰離子電池目前有液態(tài)鋰離子電池(LIB)和聚合物鋰離了電池(PLB)兩類。其中液態(tài)鋰離了電池按正極材料又可分為LiCoO2,LiNiO2,LiMn2O4等種類。由于鋰離子電池具有比能量高、體積小、重量輕、工作電壓高、循環(huán)壽命高、基本無記憶效應、無污染、自放電小等優(yōu)點，受到市場歡迎并迅速占領市場，廣泛用于移動通訊、筆記本電腦、移動DVD、攝像機、數(shù)碼相機、藍牙耳機等便攜式電了產品，大容量鋰離子電池已在電動汽車中開始試用，預計它將成為21世紀電動汽車的主要動力電源之一，并將在人造衛(wèi)星、航空航天和儲能方面得到廣泛應用。汽車電器與電子設備重慶大學機械工程學院汽車系張偉233.1鋰離子電池原理目前已商品化的鋰離了電池正極是LiCoO2，負極是層狀石墨，電池的電化學表達式為:電池的充放電反應為:汽車電器與電子設備重慶大學機械工程學院汽車系張偉24鋰離子電池工作原理示意圖汽車電器與電子設備重慶大學機械工程學院汽車系張偉253.2聚合物鋰離子電池聚合物鋰離子電池所用的正負極材料與液態(tài)鋰離子都是相同的，電池的工作原理也基本一致。它們的主要區(qū)別在于電解質的不同,鋰離子電池使用的是液體電解質,而聚合物鋰離子電池則以固體聚合物電解質來代替,這種聚合物可以是“干態(tài)”的,也可以是“膠態(tài)”的,目前大部分采用聚合物膠體電解質。聚合物鋰離子電池可分為三類：(1)固體聚合物電解質鋰離子電池。適于高溫使用。(2)凝膠聚合物電解質鋰離子電池。在常溫下使用。(3)聚合物正極材料的鋰離子電池。其比能量是現(xiàn)有鋰離子電池的3倍，是最新一代的鋰離子電池。汽車電器與電子設備重慶大學機械工程學院汽車系張偉26聚合物鋰電池的優(yōu)點1.無電池漏液問題,其電池內部不含液態(tài)電解液,使用膠態(tài)的固體。2.可制成薄型電池：以3.6V400mAh的容量，其厚度可薄至0.5mm。3.電池可設計成多種形狀。4.電池可彎曲變形：高分子電池最大可彎曲90°左右。5.可制成單顆高電壓：液態(tài)電解質的電池僅能以數(shù)顆電池串聯(lián)得到高電壓，高分子電池由于本身無液體，可在單顆內做成多層組合來達到高電壓。6.容量將比同樣大小的鋰離子電池高出一倍。汽車電器與電子設備重慶大學機械工程學院汽車系張偉27電化學原理聚合物鋰離子電池是指Li+嵌入化合物為正、負極的二次電池。正極采用鋰化合物LiCoO2，LiNiO2或LiMn2O4，負極采用鋰—碳層間化合物LixC6，典型的電池體系為：(-)C|LiPF6—EC+DEC|LiCoO2(+)正極反應：LiCoO2=Li1-xCoO2+xLi++xe----（1）負極反應：6C+xLi++xe-=LixC6-----------（2）電池總反應：LiCoO2+6C=Li1-xCoO2+LixC-（3）汽車電器與電子設備重慶大學機械工程學院汽車系張偉28聚合物鋰離子電池工作原理示意圖汽車電器與電子設備重慶大學機械工程學院汽車系張偉29汽車電器與電子設備重慶大學機械工程學院汽車系張偉30第二章

交流發(fā)電機及調節(jié)器

有關內容交流發(fā)電機構造工作原理特性檢查與測試調節(jié)器原理、類型檢查與調整過壓保護充電系故障判斷無刷交流發(fā)電機汽車電器與電子設備重慶大學機械工程學院汽車系張偉31第一節(jié) 交流發(fā)電機構造轉子：產生磁場，需要激磁。定子：含鐵芯和繞組，多為三相，產生感應電勢。整流器：將交流轉成直流。機械構件：機座、軸承、端蓋。汽車電器與電子設備重慶大學機械工程學院汽車系張偉32第二節(jié) 交流發(fā)電機工作原理及特性原理：特性：輸出特性：U=C，I=f(n)空載特性：I=0，U=f(n)外特性：n=C，U=f(I)汽車電器與電子設備重慶大學機械工程學院汽車系張偉33無刷交流發(fā)電機及特點構造爪極式無刷交流發(fā)電機磁場繞組是靜止的，它通過一個磁軛托架固定在后端蓋上,所以，不再需要電刷。兩個爪極中只有一個爪極直接固定在電機轉子軸上，另一爪極則用非導磁聯(lián)接環(huán)固定在前一爪極上。當轉子旋轉時，爪極在定子內轉動,當磁場繞組中有直流電通過時，爪極被磁化,就形成了旋轉磁場。汽車電器與電子設備重慶大學機械工程學院汽車系張偉34無刷交流發(fā)電機及特點構造爪極式無刷交流發(fā)電機磁場繞組是靜止的，它通過一個磁軛托架固定在后端蓋上,所以，不再需要電刷。兩個爪極中只有一個爪極直接固定在電機轉子軸上，另一爪極則用非導磁聯(lián)接環(huán)固定在前一爪極上。當轉子旋轉時，爪極在定子內轉動,當磁場繞組中有直流電通過時，爪極被磁化,就形成了旋轉磁場。2.優(yōu)點（1）結構簡單、維護方便、工作可靠（2）無電刷與集電環(huán)接觸不良的問題。3.缺點（1）爪極間連接工藝困難（2）由于磁路中間隙加大，發(fā)電機相同輸出功率下需加大勵磁電流。汽車電器與電子設備重慶大學機械工程學院汽車系張偉35第三節(jié) 電壓調節(jié)器工作原理：通過控制激磁電流來達到控制發(fā)電機的端電壓。類型：電磁振動式、晶體管式、集成電路式。電壓檢測方法：發(fā)電機電壓檢測法、 蓄電池電壓檢測法。充電指示燈第四節(jié) 過電壓保護穩(wěn)壓管保護可控硅保護汽車電器與電子設備重慶大學機械工程學院汽車系張偉36晶體管調節(jié)器基本電路

主要元件狀態(tài)表JFT201型調節(jié)器狀態(tài)表汽車電器與電子設備重慶大學機械工程學院汽車系張偉37JFT106調節(jié)器狀態(tài)表JFT151調節(jié)器狀態(tài)表汽車電器與電子設備重慶大學機械工程學院汽車系張偉388TR型集成電路調節(jié)器狀態(tài)表FT61A型調節(jié)器狀態(tài)表汽車電器與電子設備重慶大學機械工程學院汽車系張偉39充電指示燈繼電器工作原理汽車電器與電子設備重慶大學機械工程學院汽車系張偉40第三章

起動系統(tǒng)

有關內容直流電動機構造工作原理特性影響因素基本參數(shù)確定功率傳動比直接操縱電磁操縱移動電樞減速起動汽車電器與電子設備重慶大學機械工程學院汽車系張偉41第一節(jié) 直流電動機構造電樞、磁極、電刷、軸承。工作原理工作特性轉矩特性:M=f(I)機械特性:n=f(M)功率特性第二節(jié) 起動機基本參數(shù)確定功率(0.3-0.4)L(kW)(0.1-0.8)L(kW)傳動比(13-17)(8-10)蓄電池容量(550-1580)Pm/Un汽車電器與電子設備重慶大學機械工程學院汽車系張偉42第三節(jié) 直接操縱強制嚙合式起動機構造和工作過程操縱機構滾柱式離合器調整驅動齒輪與止推墊圈之間間隙的調整(2mm)開關接通時刻的調整第

四節(jié) 電磁操縱強制嚙合式起動機ST614型吸拉線圈、保位線圈；彈簧式離合器汽車電器與電子設備重慶大學機械工程學院汽車系張偉43DQ124型起動機起動繼電器尼桑車起動系統(tǒng)安全繼電器第五節(jié) 移動電樞嚙合式起動機使電樞移動的輔助繞組摩擦式離合器汽車電器與電子設備重慶大學機械工程學院汽車系張偉44第六節(jié) 減速起動機增加一級減速器，可采用小型、高速電機，以提高起動性能、減小蓄電池負擔汽車電器與電子設備重慶大學機械工程學院汽車系張偉45第七節(jié) 起動機的實驗空轉實驗全制動試驗第八節(jié) 電壓轉換開關發(fā)電機和全車用電設備12V起動機使用24V汽車電器與電子設備重慶大學機械工程學院汽車系張偉46第四章 傳統(tǒng)點火系第一節(jié) 對點火系的要求足以擊穿火花塞間隙的高電壓(15kV)；火花塞間隙缸內壓力和溫度電極溫度和極性發(fā)動機工況火花應具有足夠的能量(50-80mJ)；所需1~５mJ，保證50~80mJ起動時100mJ汽車電器與電子設備重慶大學機械工程學院汽車系張偉47點火時刻適應發(fā)動機工況變化。轉速 ↑→θ↑負荷 ↑→θ↓起動和怠速 θ↓(or=0)汽油辛烷值↓→θ↓壓縮比 ↑→θ↓混合氣成分α=0.8~0.9,θ最小進氣壓力↓→θ↑汽車電器與電子設備重慶大學機械工程學院汽車系張偉48第二節(jié) 傳統(tǒng)點火系的組成及工作原理組成：蓄電池：提供電能點火開關：控制初級電路點火線圈：儲能、升壓分電器：產生低壓脈沖、分配高壓脈沖電容器：滅弧高壓阻尼線：連接火花塞：產生火花汽車電器與電子設備重慶大學機械工程學院汽車系張偉49工作原理觸點閉合，初級電流增加

觸點打開，次級產生高壓火花塞放電汽車電器與電子設備重慶大學機械工程學院汽車系張偉50第三節(jié) 傳統(tǒng)點火系工作特性轉速與缸數(shù)的影響：z、n↑→U2↓火花塞積炭的影響：Rj↓→U2↓觸點間隙的影響：X↓→β↑→U2↑