汽车供电系统.ppt

第一章第一章 汽车供电系统汽车供电系统主要功用主要功用向向车载用用电设备提供提供电能能主要主要组成成-由蓄由蓄电池与池与发电机并机并联组成成主要功能：主要功能：蓄蓄电池在池在发动机启机启动时向起向起动机及点火系等提机及点火系等提供供电能能在在发电机机电压低或不低或不发电，向，向车在用在用电设备供供电汽汽车上同上同时启用的用启用的用电设备功率超功率超过了了发电机机的的额定功率定功率时，协助助发电机供机供电。在其存点不足及在其存点不足及发电机机负载不多不多时，将，将发电机机的的电能能转换为化学能化学能储存起来存起来蓄电池功用蓄电池功用相当于一个大相当于一个大电容容吸收舜吸收舜变过电压，对电子元件起保子元件起保护作用作用汽汽车电子控制系子控制系统，不，不间断断电源源在在35s内向起内向起动机机连续供供给强大的大的电流流蓄电池主要要求蓄电池主要要求容量大，内阻小，保容量大，内阻小，保证有足有足够的起的起动力力能能满足足发动机起机起动需要的蓄需要的蓄电池池起起动型蓄型蓄电池池对发电机要求对发电机要求在在发动机机转速速变化范化范围内都能正常内都能正常发电且且电压稳定，定，满足用足用电设备用用电需求需求体体积小、重量小、重量轻、故障率低、故障率低、发电效率高、效率高、充充电性能好、性能好、维护方便、少方便、少维护、使用寿命、使用寿命长。第一节第一节 铅蓄电池的构造及工作铅蓄电池的构造及工作原理原理一、一、铅蓄蓄电池的构造池的构造 蓄蓄电池可分池可分为干式荷干式荷电蓄蓄电池和免池和免维护蓄蓄电池池干式荷干式荷电蓄蓄电池：在干燥状池：在干燥状态下，能在下，能在较长时间内保持制造内保持制造过程中所得程中所得电量的蓄量的蓄电池池免免维护蓄蓄电池：在有效使用期内无需池：在有效使用期内无需进行行添加蒸添加蒸馏水等水等维护工作。工作。1.极板与极板组极板与极板组正极板上的活性物正极板上的活性物质是二氧化是二氧化铅(PbO2)，负极板上的活性物极板上的活性物质是是纯铅(Pb)它它们均由均由铅膏膏(铅粉、稀硫酸及少量添加粉、稀硫酸及少量添加剂的混合物的混合物)填充在用填充在用铅锑合金合金铸成的成的栅架上，架上，经化成工化成工艺处理而成的。理而成的。在充足在充足电的状的状态下，正极板呈深棕色，下，正极板呈深棕色，负极板呈深灰色极板呈深灰色 1.极板与极板组极板与极板组将一片正极板和一片将一片正极板和一片负极板浸人极板浸人电解液中，便可得到解液中，便可得到2V左右左右的的电压。为了增大蓄了增大蓄电池的容量，将多片正极板和池的容量，将多片正极板和负极板各自用横板极板各自用横板焊接并接并联起来，起来，组成正极板成正极板组和和负极板极板组。将正将正负极板相互嵌合极板相互嵌合(中中间用隔板隔开用隔板隔开)的极板的极板组置于存有置于存有电解液的容器中，就构成了解液的容器中，就构成了单格格电池，池，单格格电池的池的标称称电压为2V。一个一个12V的蓄的蓄电池由池由6个个单格格电池串池串联而成，如而成，如图2-3所示。所示。12V电系汽系汽车选用一只用一只电池，池，24 V电系汽系汽车选用两只用两只电池池 2.隔板隔板隔板的功用是将正、隔板的功用是将正、负极板隔开，防止相极板隔开，防止相邻正、正、负极板接触而短路。极板接触而短路。隔板隔板应具有多孔性，以便具有多孔性，以便电解液渗透，解液渗透，还应具有良好的耐酸性和抗氧化性。具有良好的耐酸性和抗氧化性。隔板材料有：木隔板材料有：木质、微孔橡胶和微孔塑料等。、微孔橡胶和微孔塑料等。木木质隔板耐酸性能差，在硫酸作用下容易炭化隔板耐酸性能差，在硫酸作用下容易炭化和和变脆，且消耗木材不符合保脆，且消耗木材不符合保护环境的境的时代代发展潮流，因此已不再使用。展潮流，因此已不再使用。微孔橡胶和微孔塑料隔板耐酸、耐高温性能好，微孔橡胶和微孔塑料隔板耐酸、耐高温性能好，寿命寿命长，且成本低，因此目前广泛使用。，且成本低，因此目前广泛使用。3.电解液电解液电解液的作用是使极板上的活性物解液的作用是使极板上的活性物质发生溶生溶解和解和电离，离，产生生电化学反化学反应。电解液由解液由纯净的硫酸与蒸的硫酸与蒸馏水按一定的比例水按一定的比例配制而成，其相配制而成，其相对密度一般密度一般为1.24 1.300电解液解液纯度是影响蓄度是影响蓄电池池电气性能和使用寿气性能和使用寿命的重要因素。命的重要因素。工工业用硫酸和普通水中含用硫酸和普通水中含铜、铁等等杂质较多，多，会加速蓄会加速蓄电池自放池自放电，所以不能用于蓄，所以不能用于蓄电池池 第二节第二节 蓄电池的工作特性及使用蓄电池的工作特性及使用1、静止、静止电动势2、蓄、蓄电池内阻池内阻3、蓄、蓄电池的充池的充电特性特性4、蓄、蓄电池的放池的放电特性特性5、蓄、蓄电池的容量池的容量6、蓄、蓄电池的使用池的使用 1、静止电动势、静止电动势静止电动势是蓄电池在静止状态静止电动势是蓄电池在静止状态(不充电不充电也不放电也不放电)，正负极板之间的电位差，正负极板之间的电位差(即开路即开路电压电压)，用，用Ej表示。表示。它的大小与电解液的相对密度和温度有关它的大小与电解液的相对密度和温度有关 第二节第二节 蓄电池的工作特性及使用蓄电池的工作特性及使用 2、内电阻、内电阻蓄电池的内电阻大小反映了蓄电池带负载蓄电池的内电阻大小反映了蓄电池带负载的的 能力能力在相同的条件下，内电阻越小，输出电流在相同的条件下，内电阻越小，输出电流越大，带负载能力越强。越大，带负载能力越强。蓄电池的内电阻为极板电阻、电解液电阻、蓄电池的内电阻为极板电阻、电解液电阻、隔板电阻、连条和极柱电阻的总和，用隔板电阻、连条和极柱电阻的总和，用R0表示。表示。第二节第二节 蓄电池的工作特性及使用蓄电池的工作特性及使用 3、充电特性、充电特性蓄电池的充电特性是指在恒流蓄电池的充电特性是指在恒流I I0 0充电过程充电过程中，蓄电池的端电压中，蓄电池的端电压Uc、电动势、电动势E和电解和电解液密度液密度等参数随充电时间变化的规律。等参数随充电时间变化的规律。以一定的充电电流以一定的充电电流Ic向一只完全放电的蓄向一只完全放电的蓄电池进行充电，在充电过程中，每隔一定电池进行充电，在充电过程中，每隔一定时间测量其单体电池的端电压时间测量其单体电池的端电压Uc、电解液、电解液密度密度和温度便可得到该蓄电池的充电特性和温度便可得到该蓄电池的充电特性曲线。曲线。第二节第二节 蓄电池的工作特性及使用蓄电池的工作特性及使用 因为充电电压因为充电电压U U必须克服蓄电池电必须克服蓄电池电动势动势E E和内阻电压降和内阻电压降I IRoRo，才能在电路，才能在电路中形成电流，中形成电流，所以充电电压始终高于电动势，即所以充电电压始终高于电动势，即 =E+I=E+IRoRo蓄蓄电池充足池充足电的特征是的特征是:1)1)蓄蓄电池的端池的端电压上升至最大上升至最大值 (单格格电池池电压为2.7V)2.7V)，且，且2h2h内不内不再再变化。化。2)2)电解液的密度上升至最大解液的密度上升至最大值，且，且2h2h内基本不内基本不变。3)3)电解液大量冒气泡，呈解液大量冒气泡，呈现“沸沸腾”第二节第二节 蓄电池的工作特性蓄电池的工作特性4、放放电特性特性蓄蓄电池的放池的放电特性是指在恒流特性是指在恒流I If f放放电过程程中，蓄中，蓄电池的端池的端电压U Uf f、电动势E E和和电解液解液相相对密度密度等参数随等参数随时间而而变化的化的规律。律。将一只完全充足将一只完全充足电的蓄的蓄电池以池以20h20h放放电率的率的电流流进行恒流放行恒流放电，在放，在放电过程中，每隔一程中，每隔一定定时间测量其量其单体体电池的端池的端电压UfUf和和电解液解液相相对密度密度，便可得到，便可得到该蓄蓄电池的放池的放电特性特性曲曲线。从放从放电特性曲特性曲线可知，蓄可知，蓄电池放池放电终了可由了可由两个参数判断两个参数判断:1)1)电解液密度下降至最小的解液密度下降至最小的许可可值 (约为1.11g/cm3)1.11g/cm3)。2)2)单格格电池池电压下降至放下降至放电终止止电压 (以以20h20h放放电率放率放电，单格格终止止电压1.75V1.75V)终止止电压与放与放电电流的大小密切相关流的大小密切相关放放电电流越大，放流越大，放电的的时间就越短，允就越短，允许放放电的的终止止电压也越低也越低 5、蓄电池容量、蓄电池容量蓄电池的容量是指在规定的放电条件下，蓄电池的容量是指在规定的放电条件下，完全充足电的蓄电池所能放出的电量，用完全充足电的蓄电池所能放出的电量，用“C”表示。表示。蓄电池的容量是标志蓄电池对外放电能力、蓄电池的容量是标志蓄电池对外放电能力、衡量蓄电池质量的优劣以及选用蓄电池的衡量蓄电池质量的优劣以及选用蓄电池的最重要指标。最重要指标。蓄电池的容量采用蓄电池的容量采用Ah(安时安时)来计量。即容来计量。即容量等于放电电流与持续放电时间的乘积量等于放电电流与持续放电时间的乘积。C=IfTf 影响蓄电池容量的主要因素影响蓄电池容量的主要因素 （1）、放电电流）、放电电流 （2）、电解液温度）、电解液温度 （3）、电解液密度）、电解液密度因此因此标称的蓄称的蓄电池容量是在一定的池容量是在一定的标准准规范下范下测得的。得的。6 蓄电池的使用蓄电池的使用蓄蓄电池的正确使用池的正确使用1)正确使用起正确使用起动机。每次起机。每次起动时间不得超不得超过35s;如果一次未能起如果一次未能起动发动机，机，应休息休息15s以以上再上再进行第二次起行第二次起动;连续三次起三次起动不成功不成功时，应查明原因，排除故障后再明原因，排除故障后再进行起行起动。充电方法充电方法1、定电流充电、定电流充电2、定电压充电、定电压充电3、二阶段充电、二阶段充电