汽車蓄電池的選擇與應(yīng)用

汽車蓄電池的選擇與應(yīng)用

1負荷值校核根據(jù)車輛總負荷，選擇和測試主要設(shè)備的總負荷，并根據(jù)總負荷值對電池和機械設(shè)備進行選擇和試驗。同時,應(yīng)用經(jīng)驗公式對本車一些重點電路的保險絲、線束及儀表參數(shù)進行計算和設(shè)定。2河北風(fēng)力機型起動機發(fā)動機汽車蓄電池是為整車提供和儲存電能的電化學(xué)裝置。它在起動發(fā)動機期間為起動機提供電源,在發(fā)動機停轉(zhuǎn)或低速運轉(zhuǎn)時給汽車電器設(shè)備提供電源,在負載超過充電系統(tǒng)輸出時,它也將與發(fā)電機一同為整車供電,同時它還起到為整車電氣系統(tǒng)穩(wěn)定電壓的作用。因此,它對汽車的正常行駛起著非常重要的作用。蓄電池的選擇主要是考慮汽車的冷起動性能,還應(yīng)考慮電氣設(shè)計的通用性等因素。該輕型卡車發(fā)動機基本參數(shù)是:車型:HFC***;發(fā)動機型號:4DA1-1;發(fā)動機排量:2.771L;起動機功率:2.8kW;車輛用途:貨運;怠速轉(zhuǎn)速:750r/min;最高車速:105km/h;常用車速:80～85km/h;最高車速下的發(fā)動機轉(zhuǎn)速:3600r/min;常用車速下的發(fā)動機轉(zhuǎn)速:1850～1970r/min;發(fā)電機與發(fā)動機傳動比:2.3;怠速提高后發(fā)動機轉(zhuǎn)速:1000r/min。根據(jù)起動機的功率,由經(jīng)驗公式確定的蓄電池容量為Qe=(612~816)PU(1)Qe=(612~816)ΡU(1)其中,P為起動機功率;U為起動機額定電壓。對于大功率起動機,可取較小參數(shù),即Qe=612PUQe=612ΡU根據(jù)計算,Qe=612×2.8/12=142。低溫時,由于發(fā)動機機油變稠而摩擦力增大,導(dǎo)致起動困難,為保證汽車能在低溫下順利起動,需核對蓄電池與起動機的冷起動電流。通過發(fā)動機低溫起動試驗,得出該款起動機在-30℃時的冷起動電流為247A(試驗數(shù)據(jù))。由文獻,根據(jù)試驗所得247A的冷起動電流值,結(jié)合公司帥鈴Ⅰ代所用河北風(fēng)帆軍用蓄電池,其容量為360kC,該型號蓄電池冷起動電流為350A,大于247A的冷起動試驗電流值,目前已批量出口俄羅斯等極寒冷地區(qū),使用效果良好。從產(chǎn)品設(shè)計的通用性考慮,所以沿用此容量為360kC的電瓶。3資本特性對常工作的影響總負載的計算:交流發(fā)電機是汽車用電器的主要電源,它對汽車上除起動機以外的一切用電設(shè)備供電,并向蓄電池充電。因此,選擇合適的發(fā)電機對整車電氣系統(tǒng)的正常工作有著至關(guān)重要的意義。發(fā)電機的功率應(yīng)能保證汽車行駛時所有用電器的正常使用。帥鈴Ⅱ輕卡(HFC1040K2)主要用電器功率,見表1所列。此輕型卡車使用非獨立式空調(diào),根據(jù)卡車的乘坐人數(shù)要求不超過3人估算,本卡車大約需要制冷量為3.7kW,估算用電量:壓縮機離合器功耗25W+鼓風(fēng)機120W+蒸發(fā)風(fēng)機48W=193W,所需電流I=P/U=193/12≈16AΙ=Ρ/U=193/12≈16A本文介紹以下幾種情況下汽車所需的最大用電量。3.1所需電流i計算考慮在夜間,汽車停在路上,所有車燈全部打開:前霧燈(55×2)W+后霧燈25W+制動燈50W+倒車燈(20×2)W+遠光燈120W+小燈50W+CD機110W+頂燈10W+轉(zhuǎn)向燈104W+其他30W=649W,所需電流I=P/U=649/12=54A,加上空調(diào)共需用電54+16≈70A。3.2電流的增加量約束應(yīng)在怠速狀態(tài)下打開前雨刮及電喇叭。前雨刮60W+電喇叭42W=102W增加電流I=P/U=102/12=8.5A即該狀況下所需電流為70+8.5=78.5A70+8.5=78.5A3.3所需電流的計算考慮在夜間,汽車停在路上,所有車燈全部打開。前霧燈(55×2)W+后霧燈25W+制動燈50W+倒車燈(20×2)W+遠光燈120W+小燈50W+CD機110W+頂燈10W+轉(zhuǎn)向燈104W+其他30W=649W,所需電流I=P/U=649/12=54A,加上鼓風(fēng)機共需用電54+120/12≈64A。3.4發(fā)電機的發(fā)電特性應(yīng)在怠速狀態(tài)下打開前后雨刮及電喇叭。前雨刮60W+電喇叭42W=102W增加電流I=P/U=102/24=8.5A即該狀況下所需電流為64+8.5=72.5A64+8.5=72.5A由以上4種情況可知,只要能保證汽車夏天的空調(diào)供應(yīng),即可滿足發(fā)電機的用電量?？紤]上述情況均為用電器全開的情況,而事實上汽車的前霧燈(55×2)W+后霧燈25W+制動燈50W+倒車燈40W+前雨刮60W+電喇叭42W=327W,即只有27A的電流并不是時時需要,選擇發(fā)電機時可適當(dāng)降低上述的計算值。綜上所述,發(fā)電機應(yīng)在汽車處于怠速狀態(tài)下發(fā)出電流43A,正常行使情況下發(fā)出電流51.5A。60A、12V發(fā)電機特性曲線,如圖1所示(標(biāo)準(zhǔn)輸出特性曲線,熱態(tài),室溫20℃)。經(jīng)過怠速提高,怠速時發(fā)電機轉(zhuǎn)速為:發(fā)動機怠速轉(zhuǎn)速×發(fā)電機與發(fā)動機傳動比=1000×2.3=2300r/min。汽車以常用車速行駛時,發(fā)電機轉(zhuǎn)速為:發(fā)動機轉(zhuǎn)速×發(fā)電機與發(fā)動機傳動比=1850×2.3～1970×2.3=4255～4531r/min。由圖1可以看出,發(fā)電機的發(fā)電狀況,見表2所列。綜上所述,確定60A發(fā)電機可以滿足汽車在任何情況下的電力需求。4線束設(shè)計4.1單元電路的輸出參數(shù)整車電器額定功率,見表3所列。4.2空調(diào)線束的發(fā)熱因發(fā)電機的電流60A,根據(jù)文獻可確定充電回路電線截面為16mm2,可采用2根8mm2的導(dǎo)線并用。根據(jù)文獻規(guī)定,黃色的易熔線保護橫截面積為8mm2的導(dǎo)線,額定電流30A,所以充電回路采用2根1.5mm2長度100±10mm標(biāo)記為黃色的易熔線。考慮整車的用電情況,總電源線采用16mm2,可用2根8mm2的導(dǎo)線并用。注意,在底盤線束中的電源線不為空調(diào)提供電源,空調(diào)電源線應(yīng)從發(fā)電機B+端子取。線束的設(shè)計,根據(jù)用電器的額定功率,計算流經(jīng)線束的電流,然后根據(jù)導(dǎo)線的電流選擇保險絲的規(guī)格和導(dǎo)線截面。為保證線束安全,線束發(fā)熱有以下關(guān)系,即Q=I2×R×T(2)Q=Ι2×R×Τ(2)其中,Q表示發(fā)熱量;I表示通過線的電流;R為險阻。而R=ρ×(L/S)(3)其中,L為線長;S為線的橫截面積;ρ為電阻率,與線的材料有關(guān),汽車電器線束都為銅絲。將(3)式代入(2)式,得Q=I2×ρ×(L/S)×T=(ρ×I2×L×T)/S(4)Q=Ι2×ρ×(L/S)×Τ=(ρ×Ι2×L×Τ)/S(4)由(4)式可知,在同等時間條件下T不變,單個線束回路的發(fā)熱量與線束的橫截面積(線徑)成反比,為保證不燒線,電流越大,線徑越大。保險絲選定后,其下游線束一般有以下經(jīng)驗關(guān)系:本車電喇叭所選保險為5A,其導(dǎo)線截面選0.5mm2;儀表所選保險為10A,其導(dǎo)線截面選0.75mm2;壓縮機所選保險為15A,其導(dǎo)線截面選1.5mm2。4.3整車?yán)^電器保險絲的選擇綜合各用電器的額定功率,額定電流=額定功率/額定電壓;根據(jù)保險絲額定容量選用的關(guān)系:熔斷器額定容量=電路最大工作電流÷70%。選取保險絲大小時,通常以計算值按5A、10A、15A、20A、30A取整選用。整車電器保險絲匹配,見表4所列。另外,表4中序號20為排輔制動:排氣輔制動電磁閥電阻為20Ω,電流為12/15=0.8A,沖擊電壓為額定電壓的3～5倍,最大沖擊電流為0.8×5=4A。熔斷器額定容量=電路最大工作電流÷70%=5.7A,取整為10A。序號21為預(yù)熱:預(yù)熱繼電器控制端電源的最大沖擊電流為3A,熔斷器額定容量=電路最大工作電流÷70%=4.4A,取整為5A。與排輔制動共用保險15A。序號22為起動:起動繼電器控制端電源的最大沖擊電流為5A,熔斷器額定容量=電路最大工作電流÷70%=7.2A,取整為10A。5組合設(shè)備的選擇5.1設(shè)備功能和結(jié)構(gòu)的調(diào)整(1)表5顯示了設(shè)備的指示，表5(2)表6顯示了主要部件的確定和安裝5.2根據(jù)混合計算的公里數(shù)表車速里程表:用來指示汽車速度和累計汽車行駛里程數(shù)的儀表。5.2.1結(jié)構(gòu)形式全電子式(數(shù)字顯示式):采用電子里程表傳感器,步進電機驅(qū)動。5.2.2車速里程表含旋轉(zhuǎn)軸(1)車速里程表標(biāo)度盤應(yīng)位于駕駛員的直接視野以內(nèi),且晝夜都能清晰易讀。(2)車速表指示車速范圍,應(yīng)能包容制造廠對該型汽車給出的最大車速。(3)車速表的速度單位以km/h表示。在20km/h以上至上限速度值之間,其分度值應(yīng)表示成1km/h、5km/h、10km/h中的任一種,標(biāo)度盤上標(biāo)明的車速值應(yīng)為20km/h的倍數(shù)。(4)標(biāo)度盤上的分度線、符號、數(shù)字及其他標(biāo)志必須清晰、完整。(5)車速里程表不工作時,指針軸線應(yīng)位于起始分度線范圍內(nèi)。(6)車速里程表用于記錄行駛里程數(shù)字輪上的數(shù)字,必須完整地排列在里程計數(shù)窗口內(nèi),且表示整數(shù)里程和小數(shù)里程數(shù)字的顏色應(yīng)能明顯辯別,出廠時里程累計不得超過10km。(7)指示狀態(tài):對指針式車速里程表,當(dāng)速度平穩(wěn)變化時,車速里程表指針運動應(yīng)平穩(wěn),里程計數(shù)器應(yīng)能有效翻轉(zhuǎn),不得有卡住現(xiàn)象。在任意恒定的速度下,車速里程表指針在大于20km/h至上限值80%的速度范圍內(nèi),其擺動范圍不得超過2km/h。對數(shù)字顯示式車速里程表,當(dāng)速度平穩(wěn)變化時,其顯示應(yīng)相應(yīng)變化,數(shù)字在跳動過程中的保留時間為0.8～2s。在任意恒定的速度下,車速里程表顯示值的變化范圍不得超過1km/h。5.2.3車速表指示車速本車參數(shù)為:后橋速比:6.142;變速器主被齒速比:1∶4;輪胎半徑:0.3875m。計算得里程表速比為:(1000×6.142)/2×3.14×0.3875×4=631。根據(jù)文獻,選擇通用性好的取值,為1∶637。車速表指示車速不得低于實際車速,在文獻規(guī)定的試驗車速下,并在這些車速之間,其指示車速與實際車速之間應(yīng)符合下列關(guān)系式,即0≤V1?V2≤V2/10+40≤V1-V2≤V2/10+4其中,V1為指示車速;V2為實際車速。車速對照表,見表7所列。5.2.4指示范圍指示里程表指數(shù):小計里程為999.9;累計里程為999999.9。5.3報警系統(tǒng)要求3801910D800組合儀表總成,其基本參數(shù)要求見表8所列。3801910D800儀表各報警指示系統(tǒng)符合文獻。儀表采用:DJY7121-1.6-20;DJY7141-1.6-20;DJY7121A-1.6-20復(fù)合插座。5.4增加在不同車速下的調(diào)查(1)用以測量汽車車速的試驗儀器,誤差不得超過1.0%。(2)車速表應(yīng)在40kg/h、80kg/h、1