汽车电器与电控技术.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,汽车电器与电控技术,（交通 车辆）,概述,一、电器设备的功用,1、起动发动机,2、汽油机的点火,3、车辆的照明信号,4、汽车的电子控制与调节,（1）ccs车速自控巡航系统（Cruise Control System）,（2）ABS电子防抱制动系统,（3）GPS自动定位系统,（4）主动和半主动悬架系统。,（5）电子点火系统。,（6）EFI、ECI电子控制汽油喷射系统。,（7）汽车空调系统。,（8）汽车电话、声、像系统,（9）防盗系统,（10）中央门锁系统,（11）安全气囊系统,二、电器设备的组成,（一）电源,1、蓄电池（化学电源）电能-化学能储存、电能、放电。,2、发电机（机械电源）机械能-电能（交流电）、整流、直流电。,两电源并联使用，加调节器。,（二）用电设备,1、起动机：,直流电动机,直流电机械能、起动发动机。,2、点火系统：,传统点火系、电子点火系。,3、照明灯、信号灯。,4、仪表,（1）电流表：充电指示灯、电子显示系统,（2）水温表：冷却温度指示灯（报警灯）、电子仪表板。,（3）机油压力表：机油压力（报警灯）、车速里程表。,（4）气压表：制动管路失效（报警灯）、发动机转速。,（5）燃油表：油位报警灯、水位、油量。,（6）车速里程表：平均油耗。,5、辅助装置,（1）电动刮水器（自动刮水器）,（2）除霜设备、洗涤器。,（3）电动汽油泵。,（4）柴油机起动预热装置,（5）电动车窗、中央门锁。,6、汽车的,电子控制与调节（与前相同）,三、特点,1、低电压：12V（汽油机）、24V（柴油机），国际发展趋势还会逐步有42V。,2、直流电：凡是电力起动的，都采用直流电。,3、并联：多数与电源并联（电压不变）,4、单线制：利用机体导电。,第一章 铅蓄电池,思考题,1、蓄电池充放电特性？,2、蓄电池充放电方法？,3、蓄电池容量的影响因素？,1-1 铅蓄电池的功用构造,一、功用,1、起动发动机,起动机、点火、电池放电。,电池电压,发电机电压,2、发动机低速运转,电池放电,同上,3、用电负载太大时,协助发电机供电、电池放电,同上,4、发动机正常运转，用电负载较小，电池存电不足时，发电机供电，电池充电。,二、构造,（一）极板,组,1、极板=栅架铅锑合金（68%），增加机械强度+活性物质铅膏,（P,b,O+H,2,O+H,2,SO,4,_P,b,SO,4,+H,2,O）,栅架涂铅膏，干燥，加入H,2,SO,4,，充电20小时。（正极板、负极板）,正极板P,b,O,2,，棕色，2V，正电位。,负极板P,b,，灰色，0.1V，负电位。,2、极板组,（1）正负极板交错放置在电解液中（单格电池，2.1V。如6个单格，并联2.1V，串连12.6V）。,（2）正极板比负极板少一片。,所以：负极板包围正极板。,目的：正极板两侧放电一致，膨胀收缩一致，防止弯曲。,（3）正极板厚2.2mm,负极板厚1.8mm,国外：,正极板厚1.5mm,负极板厚1.1mm,应当尽量减少极板厚度，使其内部渗入H,2,SO,4,，比容量大，起动性能好。,比容量：单位极板面积所能提供的容量。,（二）隔板,作用：防止正负极板短路。,特点：绝缘、耐酸、耐热、多孔。,木质.微孔塑料，微孔橡胶。,安装方法：竖直槽对着正极板。,（1）脱落物沿竖槽落入底部。,（2）正极板处电解液多，易于流动。,（三）壳体,耐热、酸、绝缘、透明、有一定机械强度（抗震动）,硬橡胶：聚丙烯、塑料。,1、电池盖：防尘、防电解液溅出。,2、护板：防止异物落入。,3、底部突棱：,（1）增加支承强度。,（2）空隙存放脱落物，以防止堆积造成极板短路。,（四）电解液：,纯,H,2,SO,4,（93%）+,蒸馏水，比重1.835。,严控含铁量小于0.005，否则，自行放电。,电解液比重：取决于温度条件（1.241.30）,（1）热：易蒸发水分，所以，比重应小些。,（2）冷：易结冰，所以，比重应大些。,但比重太大，极板硫化严重。,比重太小，内阻大，水多，冬季结冰。,例：6QA90G,6：,单格数,Q：,用途代号，起动用，起动型电池。,特点：,内阻小，迅速供给起动机大电流200600A（汽油机），1000A（柴油机）,A：,极板类型代号。,其中,A,干荷电电池极板。,H,湿荷电电池极板。,W,免维护极板。,（P7表1-1）,90：,额定容量A、H。,G：,特殊性能。,其中：,G,高起动功率。,D,低温型。,干荷电铅蓄电池：,极板组在干燥状态下，能够长期保存在制造过程中所得到的电荷。,保存期（2年内）如需使用，加入符合规定密度的电解液15min后，不需初充电即可使用。,负极板,P,b,极易氧化。,所以：,在负极板的铅膏中加入松香、油酸、硬脂等防氧化剂。化成过程有深放电循环，使活性物质深化。,清水冲洗后，放入防氧化剂（硼酸、水杨酸）中浸渍处理。形成保护内膜，干燥（干燥罐中冲入惰性气体或抽真空）,1,2,蓄电池的工作原,理,一、放电过程,（一）极板在电解液中，少量溶解。,1、正极P,b,O,2,+2H,2,SO,4,P,b,4+,（沉附在正极板）+2S0,4,（离子状态）,+H,2,O,所以：正极板具有正电位。,2、负极,P,b,-2e(,留在负极板上,)P,b,2+,所以：负极板具有负电位0.1V。,（二）外电路接通、,放电,2e从负极-正极，I,f,从正极-负极,正极得,e，,P,b,4+,+2e,P,b,2+,P,b,2+,+,S0,4,2,P,b,SO,4,负极失e,，,P,b,-2eP,b,2+,P,b,2+,+,S0,4,2,P,b,SO,4,图2.2 铅蓄电池的放电过程,-充电状态；-溶解电离；-接入负载 -放电状态,二、充电过程,外加直流电源，Uc使Ic从负极-正极，2e从正极-负极,。,正极失e，,P,b,2+,-2e P,b,4+,负极得e，P,b,2+,+2e P,b,图2.3 铅蓄电池的充电过程 -放电状态；-溶解电离；-通入电流；-充电状态,结论：,1、充放电过程是互逆的化学反应,。,放电,P,b,O,2,+P,b,+2H,2,SO,4,2P,b,SO,4,+2H,2,o,充电,2、放电过程中：硫酸浓度下降，水增加。,充电过程中：硫酸浓度上升，水减少。,正极板附近的硫酸增、减量是负极板的1.67倍。,3、,放电终了时，只有,20-30%,的活性物质转化为,P,b,SO4，,堵塞极板，内部,70-80%,的活性物质，得不到硫酸，无法反应。,所以：应提高极板的孔隙度，减少极板厚度。,1-3,铅蓄电池的特性,一、静止电动势E,j,1、外电路断开时，蓄电池正负极之间的电位差。,（不充电、不放电即：静止状态）,E,j,=0.84+,r,25,C,0.84,电动势常数,r,25,C,电解液在25,C,时的密度（298K）,r,25,C,=,r,t,+,（t-25），（,r,288,k=273+25,C,），,可见，,r,越大，E,j,上升，但不能随意加大,r,，硫化、腐蚀、自行放电。,r,t,实测密度。,t,实测温度。,0.0075，,密度,温度系数,2、内阻Ro,电解液与温度有关的密度,极板活性物质,隔板材料,极桩,接触电阻,Ro,（20,C,时）,=Ue/17.1,c,20,Ue蓄电池额定电压。,c,20,蓄电池额定容量。,二、放电特性：恒流放电时，蓄电池端电压U,f,，电动势E和电解液密度,r,25,C,，随时间而变化的规律。,（一）,r,25,C,，直线下降,所以：H,2,SO,4,耗量与H,2,O生成量与t成正比,r,25,C,每下降0.04，放电约25%。,（二）,（1）E,j,与,r,2,5,C,成正比,（2）E,j,大于E，,放电过程中，极板孔隙内的,电解,液密度小于容器内电液密度,。,（三）U,f,U,f,=E-I,f,R,O,，所以：U,f,小于E。,（1）放电开始，下降较快，2.11至2.0。（极板孔隙内H,2,SO,4,迅速消耗，,r,下降迅速）,（2）后来均匀缓降，2.0至1.85，（容器内电解液在密度差作用下，渗入极板孔隙，,r,递减）,（3）放电临近终了，速降，1.85至1.75。,穿透深度增加,P,b,SO,4,体积大（是P,b,O,2,的1.86倍，是P,b,的2.68倍）,堵塞极板孔隙，所以，电解液难以渗透，,r,速降。,（4）终止电压1.7V,（,r,25,C,=1.11,）,停止放电,：,E上升至E,j,（,1.95V,）,。,继续放电：产生粗结晶P,b,SO,4,，不易还原，损坏极板,。,（5）放电电流越大，放电时间越短，终止电压越低。,I,f,=0.1,c,20,，t=10小时，,U,f,=1.7V,I,f,=3,c,20,，,t,=1/12小时（5分钟），U,f,=1.5V。,图2.4 蓄电池的放电特性曲线,三、充电特性,恒流充电过程中，E,j,，Uc，,r,25,C,，随充电时间而变化的规律。,（一）,r,25,C,直线上升，（在单位时间内生成的H,2,SO,4,是相同的）,（二）E,j,随,r,25,C,而上升，但E,j,容器中的浓度。,（三）Uc=E+IcRo，所以：E,额定容量的12%，用负荷放电叉检查时，电压迅速下降。,2、原因：,（1）电解液或极板有杂质，形成小电池局部放电。,（2）隔板破裂，内部正负极短路。,（3）活性物质脱落太多，在底部堆积，使极板短路。,（4）电池盖上存水或电解液极桩短路。,（5）长期放置不用，H,2,SO,4,下沉，下部密度较大，极板上下部有电位差。,3、排除方法：,完全放电，使极板杂质进入电解液后倒出，用蒸馏水冲洗极板，再换入电解液充电。,（三）活性物质脱落,1、现象：充电时电解液混浊，有褐色物，r不能达到正常值，容量不足。,2、原因：,（1）经常过度充电（气泡）：,过度充电，使栅架过分氧化，造成活性物质与栅架松散剥离。压力或充电电流太大或温度太高（形成树状晶体Pbo2），使活性物质脱落。,（2）经常过度放电或放电电流太大。,（3）排除方法：脱落量少的清除后再用，量大的更换新极板。,4、极板短路,（1）现象：充电时，温度高、电压低、密度低，充电末期产生气泡少或产生气泡太晚。,用放电叉检查时，单格电压速降至零。,（2）原因：极板短路,A、隔板破裂,B、极板拱曲：充放电电流太大，极板上活性物质体积变化不同引起。,C、底部沉淀物太多,（3）排除方法：,更换隔板或倒出电解液，用蒸馏水冲洗后再充电。,二、使用注意事项,1、固定牢固、接触良好、外表,清洁。,安装电池：先接火线，后接搭铁线。,拆下电池：先拆搭铁线，以防搭铁。,2、经常检查液面高度，高出极板,10-15mm。,过高：易洒出，腐蚀机体。,过低：外露部分氧化。,3、根据气温条件，经常检查调整电液密度，并保持各单格密度一致。,本地冬季,-20,，可定为1.27。,夏季可定为1.23。,4、严禁大电流放电,起动时间,0.3,e,应适当降低Uc，待电池E上升后，再将Uc充至规定值14.8V。,优点：,1、必须与充电电源并联。,2、tc短，适合于补充充电。,缺点：,1、不易将电池充足。,2、充电初期Ic太大，对极板不利，形成树枝状Pb0,2,，易脱落。,（三）脉冲快速充电（可缩短tc）,1、充电可接受电流与过充电的问题，关键问题是：,（1）充电可接受电流。,（2）充电极化问题。,曲线图,Ic,t,c,曲线表示：,（1）充电可接受电流呈指数规律下降。,（2）在充电的任意时间，只要Ic,当时的可接受I就会过充电。,所以：缩短充电时间tc的有效方法，是使Ic尽快接近可接受电流。,2、充电极化问题：充电过程中，电池正负极之间的电位差,Ej,（2.1V），此种现象导致极化。,（1）欧姆极化：Ic流经电池内阻Ro，造成电压降IcRo，停充后，欧姆极化即消失。,（2）浓差极化：,极板孔隙内r,孔隙外的r，造成极板电位上升，停充后，内外渗透。极板孔隙内r,=,孔隙外的r，浓差极化即可消失。,（3）电化学极化：,充电终了时,因为：电解水H,+,的聚集,，产生附加电位差。,所以：充电终了时的Ic越大，电化学极化越严重，产生附加电位差=0.33V。,3、脉冲快速充电,（1）因为：充电,初期,可接受电流很大。,所以：Ic=0.8-1.0C,20,定流充电，使电池在短时间之内达到容量的60%。,（2）当Uc单格=2.4V，并冒气泡时，再通过脉冲充电法消除极化。,A、先停25ms，使欧姆极化消失，浓差极化也因扩散作用而部分消失。,B、反向充电,脉宽1501000,s，反向充电电流=正向电流的1.5-3倍。消除电化学极化的电荷积累和极板孔隙中形成的气体，并进一步消除浓差极化。,C、再停充25ms后再进行正脉冲充电，周而复始。,优点：,1、可缩短tc，初充电,5,h，补充充电只有0.51.5h。,2、空气污染少，省电。,所以：在电池集中，充电频繁或应急部门多用此法。,缺点：,1、不能将电池完全充足。,2、对电池寿命不利。,二、充电的种类,（一）初充电,新电池使用前，必须初充电。,方法：,（1）初充电电流=额定容量的1/15。T=25-30h,充至单格电压=2.32.4V时，放出气泡,。,（2）上述电流减半，充至放出剧烈气泡，密度和电压2h不变，全部充电时间约,6070小时。,（二）补充充电,车辆使用时，常有充电不足的现象，一月一次补充充电，下列情况必须补充充电：,1、密度降至1.15以下，单格电压降至1.70以下。,2、冬季放电超过25%，夏季超过50%。,3、灯光暗、喇叭不响、起动无力。,（三）预防硫化过充电（3个月一次）,平常充电不足，部分PbSO4不能产生PbO2和Pb，用补充电流充足，间断一小时；再用1/2电流充电，直至电解液沸腾，再间断，重复多次。,（四）锻炼循环充电（3个月一次）,因为：电池经常处于部分放电状态，许多活性物质不能参与反应而收缩。,所以：正常充足后，用20小时放电率完全放电，迫使活性物质全部参与反应，在正常充电后使用。,祝您成功,感谢收看,