汽车的电源系统
知识目标: 知识目标: 1.掌握铅酸蓄电池的结构与工作过程,了解蓄电池的类型及型号; 2.掌握蓄电池的充、放电特性及充电方法; 3.掌握交流发电机的构造、主要部件的作用及工作原理; 4.了解发电机充电指示灯的作用及控制方法; 5.了解调节器的作用和原理; 能力目标: 能力目标: 1.能正确完成蓄电池技术状况进行检查和维护; 2.能正确完成蓄电池的充电作业; 3.能正确完成交流发电机的拆装、整机检测及解体后主要部件的 检测; 4.能完成电源系的日常维护作业; 5.能诊断并排除电源系常见故障。 6.能够正确分析常见车型电源系的电路图。
20112011-9-25 7
4.外壳 . 蓄电池外壳由电池槽和电池盖组成。其功用是盛装电解液和极板组。
电池槽由隔壁分成6个互不 相通的单格,底部制有凸起的筋 条,用于放置极板组。 每个单格都有一个加液孔 ,用于加注电解液或检测电解液 密度。加液孔用螺塞或盖板密封 ,防止电解液外溢。 在加液孔盖上设有通气孔 ,以便排出化学反应所放出的气 体。该通气孔在使用中应保持畅 通,以防止外壳膨胀或发生事故 。
六.蓄电池的充、放电特性 蓄电池的充、
蓄电池的工作特性包括放电特性和充电特性,与蓄电池工作特性有关的技术参 数有蓄电池的静止电动势、内阻、端电压及电解液的相对密度。 (1)静止电动势 ) 静止状态下(即不充电、不放电的情况下),蓄电池两极板间所具有的电位 差,用Ej表示。其大小取决于电解液的相对密度和温度,用经验公式表示: Ej=0.85+ρ25℃(V) (2)内阻 ) 电流流过蓄电池时所受到的阻力称为蓄电池的内阻。 1)极板内阻 2)隔板内阻 3)电解液内阻 (3) 端电压 ) 蓄电池在无负载状况下测得的电压即为端电压。
20112011-9-25 15
1.放电特性 . 蓄电池的放电特性是指蓄电池在恒定电流放电状态下,端电压Uf、电解 液相对密度ρ25℃随放电时间变化的规律。 (1)ρ25℃按直线规律下降。 (2)蓄电池放电可分成三个阶段, 即开始放电阶段、相对稳定阶段和 迅速下降阶段。 1)开始放电阶段 放电开始时,极板空隙内的硫酸迅速 消耗,电解液密度迅速下降,浓差极化显 著增大,端电压从2.14V迅速下降到2.1V。 2)相对稳定阶段 端电压由2.0V下降到1.85V,基本呈 直线规律缓慢下降。
20112011-9-25
恒流放电特性曲线
16ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
3)端电压迅速下降阶段: 端电压由1.85V迅速下降到1.75V。 蓄电池放电终了的特征为: 1)单格电池电压降到放电终止电压。 2)电解液密度降到最小终止值。 3.充电特性 充电特性 蓄电池充电特性是指蓄电池在恒定电流充电状态下,电解液相对密度ρ25℃ 、 蓄电池端电压Uc随充电时间变化的规律。
(1)ρ25℃按直线规律上升。 (2)蓄电池的充电过程可分为以下 几个阶段: 1)充电开始阶段 2)稳定上升阶段
20112011-9-25
3)充电末期
17
蓄电池充电终了的特征为: 1)端电压和电解液密度上升到最大值(2.7V)且在2h内不再上升。 2)电解液中剧烈冒气泡,呈“沸腾”现象。
七、蓄电池的性能指标
1.性能指标 . (1)容量 1)概念:充足电的蓄电池按一定大小的电流连续放电时,其端电压降至 放电终止电压为止所输出的电量。 2)标示与单位:蓄电池的容量用C表示,单位为安时(A·h)。当电池以 恒定电流值放电时,其容量等于放电电流和连续放电时间的乘积,即:C=Iftf 3)作用:蓄电池容量用以表示其对外供电能力,衡量蓄电池性能的优 劣及选用蓄电池的重要指标。 4)分类:额定容量、起动容量、储备容量等。 20112011-9-25
蓄电池的单格 1-极柱 2-电池槽 3-隔壁 4-沉淀池壁 5-汇流条 6-极板组
20112011-9-25
8
5.连接条 连接条 (1)作用:将单格电池串联起来,以提 高蓄电池总成的端电压。 (2)材料:铅-锑合金。 (3)种类: 1)外露式—连接条外露在盖上。 2)跨接式—连接条在盖下跨过隔墙。 3)对焊式—极板柄穿墙连接。 6.接线柱 . 蓄电池首、尾两极板组的横板上焊有接 线柱,接线柱的形状有圆锥式、L形和侧置 式3种。 接线柱分为正接线柱和负接线柱。为了 便于区分,正接线柱通常做成直径较粗,且 用“+”或符号“P”表示,表面常涂红色油漆 ;负接线柱通常做成直径较细,且用“-”或 符号“N”表示,表面可涂成蓝色或不涂颜色 。
极板组
隔 板 20112011-9-25 6
隔板的结构特点是一面平整,一面有沟槽。 注意:正极板在充、放电过程中的化学反应比较剧烈,沟槽面应对着正极板, 且与底部垂直。
3.电解液 . (1)组成:铅酸蓄电池的电解液,是由相对密度1.84g/cm3的纯硫酸和蒸 馏水配制而成。 (2)密度:一般在1.24-1.31g/cm3的范围之内。气温低用高密度(防 冻),否则用低密度。 (3)影响:电解液的密度、温度、纯度影响蓄电池的性能、寿命。一般工 业用硫酸和普通水中,因含铁、铜等有害杂质,绝对不能加入到蓄电池中去, 否则易自行放电,且易损坏极板。故蓄电池电解液要用规定的蓄电池专用硫酸 和蒸馏水配制。电解液密度还与充放电状态直接相关。
电源系的工作过程 20112011-9-25 2
第一节 蓄电池
20112011-9-25
3
一、蓄电池的作用
1.在起动发动机时,向起动机提供强大的起动电流,同时给点火系统、电子 燃油喷射系统、仪表系统等用电设备供电。 2.当发电机不发电或电压较低时,向交流发电机磁场绕组、点火系统以及其 他用电设备供电。 3.当发电机正常供电时,将发电机剩余电能转换为化学能储存起来。 4.当发电机过载时,协助发电机向用电系统供电。 5.稳定电源电压、保护电子设备。
正极板:PbO2溶于电解液 PbO2+2H2O→Pb(OH)4 Pb(OH)4→Pb4+ + 4OHOH-留在电解液中,Pb4+ 沉附在正极板表面, 使正极板有+2.0V 在外电路未接通时,反应达到动态平衡时, 静止电动势为:E=2.0-(-0.1)=2.1V
20112011-9-25 12
2.放电过程 放电过程 将蓄电池的化学能转换成电 能的过程称为放电过程。 能的过程称为放电过程。 当蓄电池与外电路接通后,在正极 板上: Pb4++2e→Pb2+ Pb2++SO2-4→PbSO4 在负极板上: Pb-2e→Pb Pb 2e→Pb2+ Pb2++SO2-4→PbSO4 在电解液中: 2H++2OH-→2H2O 结论: 结论:放电过程中,极板上的活性物质与电解液中的硫酸逐渐转化为硫酸 铅; 正极板上得到电子,其电位逐渐降低,负极板上的电子不断流出其电位逐 渐升高,两极板间的电位逐渐差减小;电解液中的硫酸根离子逐渐减少,水不断 增多,结果使得电解液的密度不断下降。
20112011-9-25 10
四、蓄电池的型号
按机械工业部JB2599-85 《铅蓄电池产品型号编制方法》 标准规定,铅蓄电池的型号由 三部分组成,
蓄电池型号内容及排列
蓄电池型号含义
第一部分 串联的单格 电池数 用阿拉伯数 字表示 第二部分 蓄电池的类型 用大写的 汉语拼音字母 表示 如:Q--起 如:Q--起 动用铅蓄电池 N--内燃机 --内燃机 车用蓄电池 M--摩托车 --摩托车 用蓄电池 蓄电池的特征 用大写的 汉语拼音字母 表示 如:A--干 如:A--干 荷电铅蓄电池 H--湿荷电 --湿荷电 铅蓄电池 W--免维 --免维 护铅蓄电池 B--薄型极 --薄型极 板 无字母-无字母-第三部分 蓄电池的额定容 量 20h率放电率的 20h率放电率的 额定容量,单位 为A·h,单位略 去不写。 蓄电池的特殊性能 用大写的汉语拼音字 母表示 如:G--高起动率 如:G--高起动率 D--低温性能好 --低温性能好 S--塑料槽蓄电池 --塑料槽蓄电池
20112011-9-25
1
1.电源系的组成 电源系的组成 汽车电气设备所使用的电源是直流电源,它来 自蓄电池或发电机。由蓄电池、发电机、调节器及充 电状态指示装置、开关和导线等连接而成的电气系统 称为电源系统。
电源系的组成
2.电源系的工作过程 电源系的工作过程 在发动机正常工作时,由发电机向用 电设备供电并向蓄电池充电; 起动时,蓄电池向起动机供电; 为保证发电机输出的电压稳定在一定 范围内,防止因电压起伏过大而烧毁用电 设备; 充电状态指示装置指示蓄电池的充放 电状况。
极板的形状
正极板上的活性物质为二氧 化铅(Pb02),呈深褐色;负极板 上的活性物质为海绵状纯铅 (Pb),呈青灰色。 一片正极板和一片负极板 浸入电解液中,可得到2V右右 的电动势。为增大蓄电池容量, 常将多片正、负极板分别并联组 成正、负极板组。
20112011-9-25
放射性栅架
5
正极板的强度较低,所以在单格 电池中,负极板总片数比正极板多一 片,从而使每一片正极板都处于两片 负极板之间,保持其放电均匀,且防 止变形。 2.隔板 . 隔板的作用是将正、负极板隔离,防止两 极板短路。 隔板常用的材料有木质、微孔橡胶和微孔塑 料等。 微孔塑料隔板孔径小、孔率高、薄而软、生 产效率高、成本低,目前被广泛采用。
18
1)额定容量(Qe) GB/T5008.1—2005《起动用铅酸蓄电池技术条件》规定:将充足电的新蓄电 池在电解液温度为25±5℃条件下,以20h放电速率的放电电流连续放电至单格电池 平均电压降到1.75V时输出的电量称为蓄电池的额定容量,单位为A·h。 2)储备容量(tr) GB/T5008.1—2005《起动用铅酸蓄电池技术条件》规定:蓄电池在25±2℃ 条件下,以25A恒定电流放电到单格电池平均电压降到1.75V时的放电时间,称为蓄 电池的储备容量,单位为min。 (2)低温起动能力 低温起动能力是确定汽车蓄电池性能较常用的方法。 我国GB/5008.1-2005与GB/5008.2-2005标准中规定:在上面相同试验条件下, 以250A连续放电30s,蓄电池极间电压不得低于8.4V。