《汽車(chē)電氣設(shè)備構(gòu)造與維修》 （第4版） 課件 第三章 電源系統(tǒng)

汽車(chē)電氣設(shè)備構(gòu)造與維修

（第4版）一、蓄電池二、交流發(fā)電機(jī)三、電源管理系統(tǒng)四、電源系統(tǒng)維護(hù)及故障診斷

總論Contents一、蓄電池汽車(chē)有蓄電池和發(fā)電機(jī)兩個(gè)電源，它們用于向全車(chē)上的用電設(shè)備供電?蓄電池是固定電源，發(fā)電機(jī)由發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸通過(guò)傳動(dòng)帶驅(qū)動(dòng)才可以發(fā)電。汽車(chē)電源系統(tǒng)由蓄電池、發(fā)電機(jī)、放電警示燈、點(diǎn)火開(kāi)關(guān)等組成。放電警示燈檢測(cè)電源系統(tǒng)工作是否正常，正常狀態(tài)為:蓄電池放電時(shí)，放電警示燈點(diǎn)亮，發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，發(fā)電機(jī)給蓄電池充電時(shí)，放電警示燈熄滅。一、蓄電池功用蓄電池作為主要電源有三項(xiàng)功能:起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)、穩(wěn)定汽車(chē)電氣系統(tǒng)的電壓、在發(fā)電機(jī)過(guò)載或不工作時(shí)作為替代電源。分類(lèi)目前使用的蓄電池有普通蓄電池、干式荷電鉛蓄電池、免維護(hù)蓄電池等。一、蓄電池型號(hào)蓄電池的型號(hào)一般都標(biāo)注在外殼上?它由三部分組成:國(guó)產(chǎn)蓄電池型號(hào)第一部分為串聯(lián)的單格電池?cái)?shù)?用阿拉伯?dāng)?shù)字表示第二部分表示蓄電池用途、結(jié)構(gòu)特征代碼,用大寫(xiě)字母表示第三部分表示標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的額定容量?單位是Ａｈ蓄電池用途舉例:Ｑ—汽車(chē)用蓄電池Ｍ—摩托車(chē)用蓄電池Ｃ—船用鉛蓄電池Ｔ—鐵路客車(chē)用蓄電池一、蓄電池工作原理當(dāng)外電路構(gòu)成閉合回路時(shí),蓄電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能而向外供電,稱(chēng)為放電過(guò)程,當(dāng)蓄電池與直流電源連接時(shí),即電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲(chǔ)存起來(lái)?稱(chēng)為充電過(guò)程.一、蓄電池容量及影響因素蓄電池的容量是指蓄電池在完全充足電的情況下，在允許放電的范圍內(nèi)對(duì)外輸出的電量，單位為安培小時(shí)（Ah）。電池容量表示蓄電池對(duì)外供電的能力。蓄電池的容量與放電電流的及電解液的溫度等因素有關(guān)。為了準(zhǔn)確地表示出蓄電池的容量，要規(guī)定蓄電池的放電條件。在不同的放電條件下，蓄電池的容量分為額定容量和起動(dòng)容量。蓄電池上標(biāo)注的容量為額定容量，起動(dòng)容量表示蓄電池接起動(dòng)機(jī)時(shí)的供電能力，有常溫和低溫兩種起動(dòng)容量。蓄電池的容量與放電電流、電解液的溫度、電解液的密度及極板的結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)。一、蓄電池蓄電池的使用與維護(hù)1.不要連續(xù)使用起動(dòng)機(jī)。每次起動(dòng)的時(shí)間不得超過(guò)5s，相鄰兩次起動(dòng)應(yīng)間隔15s，連續(xù)三次不能成功啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，應(yīng)查明原因，排除故障后再啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)；2.經(jīng)常清除蓄電池表面的灰塵污物，保持表面清潔；3.檢查蓄電池在車(chē)上安裝是否牢靠，以防行車(chē)時(shí)震動(dòng)和移位；4.檢查蓄電池的放電程度，如果低于規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，要立即進(jìn)行補(bǔ)充充電。5.拆卸蓄電池電纜時(shí)，應(yīng)先拆下蓄電池負(fù)極，再拆下蓄電池正極；安裝蓄電池電纜時(shí)，應(yīng)先安裝蓄電池正極，再安裝蓄電池負(fù)極，以免拆卸過(guò)程中造成蓄電池?cái)嗦?。一、蓄電池蓄電池的充?.定壓充電汽車(chē)上使用的蓄電池依靠發(fā)電機(jī)充電，屬于定電壓充電。在充電過(guò)程中，加在蓄電池兩端的充電電壓保持恒定不變，這種充電方法稱(chēng)為定電壓充電。其特點(diǎn)是充電開(kāi)始，充電電流很大，隨著蓄電池電動(dòng)勢(shì)的不斷增高，充電電流逐漸減小。充電完成后，充電電流將自動(dòng)減小至零，因而不需要看管。定電壓充電速度快，但由于是不能調(diào)整充電電流，所以不能保證蓄電池徹底充足電。2.定流充電蓄電池在使用中，如果發(fā)現(xiàn)起動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)無(wú)力；燈光比平時(shí)暗淡，貯存不用已近一個(gè)月的蓄電池，都必須進(jìn)行定流補(bǔ)充充電。在充電過(guò)程中，使其充電電流保持恒定不變，隨著蓄電池電動(dòng)勢(shì)的逐漸提高，逐步增加充電電壓的方法叫定電流充電。一、蓄電池蓄電池的檢測(cè)蓄電池技術(shù)狀況的檢測(cè)包括電解液液面高度的檢查、蓄電池端電壓的檢測(cè)。1．電解液液面高度的檢查普通蓄電池必須定期的檢查電解液的高度，如果電解液密度足夠，則添加蒸餾水；如果密度不夠，則添加專(zhuān)用電解液。蓄電池的殼體為透明或半透明材料制成的，在上面有正常液位范圍標(biāo)記，如圖3-7所示。電解液的液位必須在規(guī)定的范圍之內(nèi)。一、蓄電池蓄電池的檢測(cè)2.蓄電池端電壓的檢測(cè)一、蓄電池蓄電池的檢測(cè)3.放電程度的檢查方法4.汽車(chē)蓄電池測(cè)試診斷維護(hù)模式保修模式服務(wù)模式三、交流發(fā)電機(jī)蓄電池可向汽車(chē)電氣設(shè)備提供電能。但蓄電池的電量有限，不能滿(mǎn)足汽車(chē)連續(xù)供電的需要。要保證各種用電設(shè)備正常工作，蓄電池必須經(jīng)常充電。所以汽車(chē)需要充電系統(tǒng)產(chǎn)生電能隨時(shí)給蓄電池充電。汽車(chē)上當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能不但給蓄電池充電，而且還向用電設(shè)備供電。（一）結(jié)構(gòu)三、交流發(fā)電機(jī)三相同步交流發(fā)電機(jī)由轉(zhuǎn)子總成、定子總成、傳動(dòng)帶輪、風(fēng)扇、前后端蓋及電刷等部件組成。（二）工作原理三、交流發(fā)電機(jī)1.發(fā)電原理直流電源給轉(zhuǎn)子線(xiàn)圈通電，產(chǎn)生磁場(chǎng)。發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)皮帶帶動(dòng)轉(zhuǎn)子在定子繞組中旋轉(zhuǎn)，在定子中就感應(yīng)出大小和方向都不斷變化的三相交流電流。（二）工作原理三、交流發(fā)電機(jī)2.整流原理汽車(chē)的電器在工作時(shí)需要直流電，蓄電池充電時(shí)也需要使用直流電。交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的是三相交流電流，若不變成直流電，則汽車(chē)的充電系統(tǒng)就不能應(yīng)用。將交流電變?yōu)橹绷麟姷倪^(guò)程稱(chēng)作整流。汽車(chē)用整流器利用二極管的單向?qū)щ娦?，將發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的三相交流電轉(zhuǎn)換成直流電。即當(dāng)給二極管加上正向電壓時(shí)，二極管導(dǎo)通，呈現(xiàn)低阻狀態(tài)；當(dāng)給二極管加上反向電壓時(shí)，二極管截止，呈現(xiàn)高阻狀態(tài)。（二）工作原理三、交流發(fā)電機(jī)2.整流原理（二）工作原理三、交流發(fā)電機(jī)3.勵(lì)磁方式交流發(fā)電機(jī)開(kāi)始發(fā)電時(shí)，需要蓄電池供給勵(lì)磁電流，稱(chēng)為它勵(lì)。當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓達(dá)到蓄電池電壓時(shí)，即由發(fā)電機(jī)自己供給勵(lì)磁電流稱(chēng)為自勵(lì)。發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁方式為先它勵(lì)，然后轉(zhuǎn)為自勵(lì)。（三）電壓調(diào)節(jié)器發(fā)電機(jī)在汽車(chē)上是按固定的傳動(dòng)比由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的，其轉(zhuǎn)速（n）隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化而在很大范圍內(nèi)變化。根據(jù)電磁感應(yīng)原理，交流發(fā)電機(jī)輸出電壓，隨發(fā)電機(jī)速度和負(fù)載（輸出電流）而變化。由于發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不斷變化，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速很難保持不變。因此，為了使發(fā)電機(jī)能提供固定不變的電壓，必須采用調(diào)節(jié)器來(lái)控制電壓。因此，汽車(chē)用發(fā)電機(jī)都配有電壓調(diào)節(jié)器，以保證充電系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定。三、交流發(fā)電機(jī)（三）電壓調(diào)節(jié)器1.電壓調(diào)節(jié)器的功用電壓調(diào)節(jié)器是把發(fā)電機(jī)輸出電壓控制在規(guī)定范圍內(nèi)，其功用是在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速和發(fā)電機(jī)負(fù)載發(fā)生變化時(shí)自動(dòng)控制發(fā)電機(jī)電壓，使其保持恒定，防止發(fā)電機(jī)電壓過(guò)高而燒壞用電設(shè)備和導(dǎo)致蓄電池過(guò)充電，同時(shí)也防止發(fā)電機(jī)電壓過(guò)低而導(dǎo)致用電設(shè)備工作失常和蓄電池充電不足。三、交流發(fā)電機(jī)（三）電壓調(diào)節(jié)器2.電壓調(diào)節(jié)器的基本原理在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速變化時(shí)，只要自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流，就能使發(fā)電機(jī)電壓保持恒定。電壓調(diào)節(jié)器就是通過(guò)自動(dòng)調(diào)節(jié)磁場(chǎng)電流來(lái)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)電壓的。三、交流發(fā)電機(jī)四、電源管理系統(tǒng)如果一部帶有普通電源系統(tǒng)的汽車(chē)長(zhǎng)期停駛，則汽車(chē)蓄電池會(huì)因電器的休眠電流(如防盜鎖止系統(tǒng))而將電流耗盡。這可能使得沒(méi)有足夠的電能來(lái)供起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)使用。電源管理系統(tǒng)主要由蓄電池診斷、休眠電流管理和動(dòng)態(tài)電源管理三部分組成。作用電源管理系統(tǒng)用于監(jiān)測(cè)和控制充電系統(tǒng)，并發(fā)出診斷信息，提醒駕駛員蓄電池和發(fā)電機(jī)的可能故障。它主要利用已有的車(chē)載電腦功能，使發(fā)電機(jī)效率最大化，并管理系統(tǒng)電氣負(fù)荷，通過(guò)控制電能的分配，優(yōu)化起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的電能供給。改善蓄電池充電狀態(tài)和壽命，優(yōu)化起動(dòng)性能。使系統(tǒng)對(duì)燃油經(jīng)濟(jì)性的影響降到最小程度，使車(chē)輛的起動(dòng)性能和蓄電池的壽命得到明顯的改善和提高。四、電源管理系統(tǒng)組成部件四、電源管理系統(tǒng)發(fā)電機(jī)車(chē)身控制模塊蓄電池電流傳感器發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊組合儀表運(yùn)行電源管理系統(tǒng)的目的在于保持蓄電池充電和用電設(shè)備正常工作。有蓄電池硫化模式、充電模式、燃油經(jīng)濟(jì)性模式、前大燈模式、起動(dòng)模式、電壓下降模式6種操作模式。四、電源管理系統(tǒng)蓄電池硫化模式充電模式燃油經(jīng)濟(jì)性模式前大燈模式起動(dòng)模式電壓下降模式組合儀表放電警示燈的控制發(fā)生下列一種或多種情況發(fā)生時(shí)，儀表板組合儀表點(diǎn)亮放電警示燈，并在駕駛員信息中心顯示警告信息（配備）。1.發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊檢測(cè)到發(fā)電機(jī)輸出電壓低于11V或者高于16V。組合儀表從發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊接收到一條GMLAN信息，請(qǐng)求點(diǎn)亮放電警示燈。2.當(dāng)系統(tǒng)電壓低于11V或高于16V，且持續(xù)30s以上。組合儀表接收到來(lái)自車(chē)身控制模塊的GMLAN信息，指出系統(tǒng)電壓范圍出現(xiàn)問(wèn)題，點(diǎn)亮放電警示燈。四、電源管理系統(tǒng)蓄電池能量管理蓄電池能量管理的任務(wù)是確保蓄電池始終有足夠的能量用來(lái)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)?？刂茊卧鶕?jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、電瓶電壓、發(fā)電機(jī)的負(fù)荷信號(hào)等相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)估。在保證安全行駛的前提下，適當(dāng)?shù)年P(guān)閉舒適功能的用電設(shè)備。其工作過(guò)程有兩種方式一種是提高怠速轉(zhuǎn)速；另一種是減少用電負(fù)荷。不管是怠速提高還是減負(fù)荷，都是獨(dú)立的，這兩種功能不能同時(shí)開(kāi)啟。四、電源管理系統(tǒng)四、電源管理系統(tǒng)汽車(chē)電源系統(tǒng)電路一般由蓄電池、整體式交流發(fā)電機(jī)、點(diǎn)火開(kāi)關(guān)、放電警告燈等組成?，F(xiàn)代汽車(chē)大部分都用放電警告燈來(lái)表示電源系統(tǒng)的工作情況。也有用電流表指示蓄電池充、放電狀態(tài)的。放電警告燈的控制方法有多種，但控制結(jié)果都是相同的，即蓄電池放電警示燈點(diǎn)亮，發(fā)電機(jī)給蓄電池充電，警示燈熄滅。五、電源系統(tǒng)維護(hù)及故障診斷（一）電源系統(tǒng)電路1.利用九管發(fā)電機(jī)控制放電警示燈的電源電路2.由IC調(diào)節(jié)器控制放電警示燈的電源電路五、電源系統(tǒng)維護(hù)及故障診斷（二）發(fā)電機(jī)的正確使用交流發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)方便。若正確使用，則不僅故障少而且壽命長(zhǎng)；若使用不當(dāng)，則會(huì)很快損壞。因此在使用和維護(hù)中應(yīng)特別注意以下幾點(diǎn)：1.汽車(chē)交流發(fā)電機(jī)均為負(fù)極搭鐵，蓄電池搭鐵極性必須與此相同，2.發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，不能用試火花的方法檢查發(fā)電機(jī)是否發(fā)電，否則容易損壞二極管。3.一旦發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)不發(fā)電或充電電流很小時(shí)，就應(yīng)及時(shí)找出故障并予以排除。4.整流器與定子繞組連接時(shí)，絕對(duì)禁止用兆歐表（搖表）或22OV交流發(fā)電機(jī)檢查發(fā)電機(jī)的絕緣情況。5.發(fā)電機(jī)熄火時(shí)，應(yīng)將點(diǎn)火開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，否則蓄電池將長(zhǎng)期經(jīng)磁場(chǎng)繞組和調(diào)節(jié)器放電。6.發(fā)電機(jī)與蓄電池之間的導(dǎo)線(xiàn)要連接可靠。五、電源系統(tǒng)維護(hù)及故障診斷（三）電源系統(tǒng)故障診斷1.電源系統(tǒng)故障診斷的基本方法（1）利用放電警告燈診斷

1）將點(diǎn)火開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)到“ON”位，并不起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。觀察放電警告燈是否發(fā)亮。此時(shí)放電警告燈應(yīng)當(dāng)點(diǎn)亮，如果不亮，說(shuō)明放電警告燈線(xiàn)路或放