第一部分汽車電器

第一部分汽車電器汽車電器構(gòu)成電源系統(tǒng)（充電系統(tǒng)）：蓄電池、發(fā)電機(jī)、電壓調(diào)節(jié)器起動(dòng)系統(tǒng)：電動(dòng)機(jī)、操縱機(jī)構(gòu)、單向離合器點(diǎn)火系：電源、開(kāi)關(guān)、分電器、點(diǎn)火線圈、火花塞儀表顯示系統(tǒng)：車速里程表、轉(zhuǎn)速表、冷卻水溫度表、燃油表及各種顯示裝置照明與信號(hào)：前照燈、閱讀燈；燈光和聲音信號(hào)車身附件：雨刮；電動(dòng)門窗、門鎖、座椅、后視鏡；空調(diào)汽車電器與電子設(shè)備重慶大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院汽車系張偉2汽車電源系統(tǒng)（充電系統(tǒng)）組成:蓄電池+發(fā)電機(jī)+電壓調(diào)節(jié)器特點(diǎn)：低壓：6V(摩托車);12V(汽車、電啟動(dòng)摩托);24V(柴油車)直流：蓄電池只能存儲(chǔ)直流電單線制：機(jī)體導(dǎo)電負(fù)極搭鐵：降低車體腐蝕第一章蓄電池功用：起動(dòng)電源備用電源輔助電源電源濾波器種類：鉛酸電池鎳鎘電池鎳氫電池鋰離子電池（鋰聚合物電池）汽車電器與電子設(shè)備重慶大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院汽車系張偉4常用可充電電池能量密度比較汽車電器與電子設(shè)備重慶大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院汽車系張偉5鉛酸蓄電池

主要內(nèi)容

蓄電池的構(gòu)造與型號(hào)蓄電池的工作原理蓄電池的工作特性蓄電池的容量蓄電池的故障及排除蓄電池的充電及設(shè)備改進(jìn)的鉛酸蓄電池可充電電池汽車電器與電子設(shè)備重慶大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院汽車系張偉6第一節(jié)蓄電池的構(gòu)造與型號(hào)由標(biāo)稱電壓為2V的單格電池串聯(lián)而成,主要組成部件有:極板組:正極板PbO2;

負(fù)極板海綿狀Pb隔板:絕緣,木質(zhì)、橡膠、塑料、樹(shù)脂。殼體：容器，硬橡膠、塑料。電解液：硫酸水溶液，比重1.24~1.30聯(lián)條（Pb)、加液孔蓋、極柱等汽車電器與電子設(shè)備重慶大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院汽車系張偉7蓄電池的編號(hào)規(guī)則按GB1058-77

起動(dòng)型蓄電池標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，由5部分組成：１

２

３

４

５1：?jiǎn)胃耠姵財(cái)?shù)，用數(shù)字表示(6:12V)2：用途代號(hào)，漢拼首位字母(Q:起動(dòng)型)3：極板類型，漢語(yǔ)拼音表示(A:干荷電)4：20h放電率額定容量，單位A?h5：特殊性能，漢拼首位字母(G:高起動(dòng)率)汽車電器與電子設(shè)備重慶大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院汽車系張偉8第二節(jié) 蓄電池工作原理充足電的蓄電池，其正極為PbO2，負(fù)極為Pb，電解液為硫酸的水溶液。充放電的化學(xué)反應(yīng)是可逆的。PbO2+Pb+2H2SO4≒PbSO4+2H2O汽車電器與電子設(shè)備重慶大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院汽車系張偉9第三節(jié) 蓄電池工作特性電動(dòng)勢(shì)、內(nèi)阻充電特性端電壓上升到最大值，2h內(nèi)不再增加；電解液比重升到最大值，2h內(nèi)不再增加蓄電池激烈地放出大量氣泡，電解液沸騰。放電特性單格電池電壓降到放電終止電壓；電解液比重降到最小許可值，約1.11。汽車電器與電子設(shè)備重慶大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院汽車系張偉10第四節(jié) 蓄電池容量指在放電允許的范圍內(nèi)蓄電池輸出的電量，即放電電流與放電時(shí)間的乘積 Q=If×tf（A.h)。額定容量Qe起動(dòng)容量影響容量的因素

放電電流

電解液溫度 電解液比重汽車電器與電子設(shè)備重慶大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院汽車系張偉11第五節(jié) 蓄電池的故障及排除極板硫化←→去硫化充電自行放電←→凈化電解液極板短路←→清除短路物活性物質(zhì)脫落←→清除或更換極板汽車電器與電子設(shè)備重慶大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院汽車系張偉12第六節(jié) 蓄電池的充電及設(shè)備充電類型： 初充電、補(bǔ)充充電、預(yù)防硫化過(guò)充電、鍛煉循環(huán)充電。充電方法：

定電流充電、

定電壓充電、

脈沖快速充電充電設(shè)備1.可控硅調(diào)壓充電器2.開(kāi)關(guān)電源充電器第七節(jié)改進(jìn)的鉛酸蓄電池干荷電蓄電池膠體蓄電池免維護(hù)蓄電池螺旋狀極板膠體型免維護(hù)蓄電池汽車電器與電子設(shè)備重慶大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院汽車系張偉16智能蓄電池傳感器智能蓄電池傳感器IBS：

是一個(gè)自身帶有微型控制器MPC

的傳感器。可直接測(cè)量電池電流、電壓和溫度數(shù)據(jù)，并傳送給電池監(jiān)控運(yùn)算程序（BatMon）。BatMon計(jì)算電池狀態(tài)，并通知能量管理器電池所含能量、性能水平和使用壽命。這種信息反過(guò)來(lái)可用于支持啟動(dòng)-停車功能。當(dāng)檢測(cè)到電池接近臨界狀態(tài)時(shí)，提示駕駛者更換電池。汽車電器與電子設(shè)備重慶大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院汽車系張偉17第八節(jié)可充電電池1.鎘鎳電池1.1簡(jiǎn)介鎘鎳電池(nickel-cadmiumbattery)采用金屬鎘作負(fù)極活性物質(zhì)，氫氧化鎳作正極活性物質(zhì)的堿性蓄電池。正、負(fù)極材料分別填充在穿孔的附鎳鋼帶（或鎳帶）中，經(jīng)拉漿、滾壓、燒結(jié)、化成或涂膏、烘干、壓片等方法制成極板；用聚酰胺非織布等材料作隔離層；用氫氧化鉀水溶液作電解質(zhì)溶液；電極經(jīng)卷繞或疊合組裝在塑料或鍍鎳鋼殼內(nèi)。汽車電器與電子設(shè)備重慶大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院汽車系張偉18鎘鎳電池標(biāo)稱電壓為1.2V，有圓柱密封式（KR）、扣式（KB）、方形密封式（KC）等多種類型。具有使用溫度范圍寬、循環(huán)和貯存壽命長(zhǎng)、能以較大電流放電等特點(diǎn)，但存在“記憶”效應(yīng)，常因規(guī)律性的不正確使用造成電性能下降。鎘鎳電池的電池表達(dá)式為： (-)Cd︱KOH(NaOH)︱NiOOH(+)電池反應(yīng)為：放電時(shí)：Cd+NiOOH+H2O→Ni(OH)2+Cd(OH)2充電時(shí)：Ni(OH)2+Cd(OH)2→Cd+NiOOH+H2O汽車電器與電子設(shè)備重慶大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院汽車系張偉191.2基本特性1.鎳鎘電池可重復(fù)500次以上的充放電，非常的經(jīng)濟(jì)；2.內(nèi)阻小，可供大電流的放電，當(dāng)它放電時(shí)電壓的變化很小，作為直流電源是一種質(zhì)量極佳的電池；3.因?yàn)椴捎猛耆芊馐剑虼瞬粫?huì)有電解液漏出的現(xiàn)象，也完全不需要補(bǔ)充電解液；4.與其他種類電池相比之下，鎳鎘電池可耐過(guò)充電或放過(guò)電，操作簡(jiǎn)單方便；5.長(zhǎng)時(shí)間的放置下也不會(huì)使性能劣化，當(dāng)十分充完電后即可恢復(fù)原來(lái)的特性；6.可使用在很廣的溫度范圍內(nèi)；7.因?yàn)樗捎媒饘偃萜鞫鞒?，有機(jī)械性的堅(jiān)固；8.鎳鎘電池在非常嚴(yán)格的品質(zhì)管理下被制造完成，有非常優(yōu)良的品質(zhì)性賴性。汽車電器與電子設(shè)備重慶大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院汽車系張偉202.鎳氫電池2.1簡(jiǎn)介：鎳氫電池是有氫離子和金屬鎳合成，電量?jī)?chǔ)備比鎳鎘電池多30%，比鎳鎘電池更輕，使用壽命也更長(zhǎng)，并且對(duì)環(huán)境無(wú)污染。鎳氫電池的缺點(diǎn)是價(jià)格比鎳鎘電池要貴好多，性能比鋰電池要差。2.2電化學(xué)原理主要為KOH作電解液（電解質(zhì)7moL/LKOH+15g/LLiOH）汽車電器與電子設(shè)備重慶大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院汽車系張偉21電化學(xué)原理充電時(shí)正極反應(yīng)：Ni(OH)2+OH-

→

NiOOH+H2O+e-

負(fù)極反應(yīng)：M+H2O+e-

→MH+OH-

總反應(yīng)：M+Ni(OH)2

→MH+NiOOH

放電時(shí)正極：NiOOH+H2O+e-

→Ni(OH)2+OH-

負(fù)極：MH+OH-

→M+H2O+e-

總反應(yīng)：MH+NiOOH

→M+Ni(OH)2

汽車電器與電子設(shè)備重慶大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院汽車系張偉223.鋰離子電池鋰離子電池目前有液態(tài)鋰離子電池(LIB)和聚合物鋰離了電池(PLB)兩類。其中液態(tài)鋰離了電池按正極材料又可分為L(zhǎng)iCoO2,LiNiO2,LiMn2O4等種類。由于鋰離子電池具有比能量高、體積小、重量輕、工作電壓高、循環(huán)壽命高、基本無(wú)記憶效應(yīng)、無(wú)污染、自放電小等優(yōu)點(diǎn)，受到市場(chǎng)歡迎并迅速占領(lǐng)市場(chǎng)，廣泛用于移動(dòng)通訊、筆記本電腦、移動(dòng)DVD、攝像機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、藍(lán)牙耳機(jī)等便攜式電了產(chǎn)品，大容量鋰離子電池已在電動(dòng)汽車中開(kāi)始試用，預(yù)計(jì)它將成為21世紀(jì)電動(dòng)汽車的主要?jiǎng)恿﹄娫粗唬⒃谌嗽煨l(wèi)星、航空航天和儲(chǔ)能方面得到廣泛應(yīng)用。汽車電器與電子設(shè)備重慶大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院汽車系張偉233.1鋰離子電池原理目前已商品化的鋰離了電池正極是LiCoO2，負(fù)極是層狀石墨，電池的電化學(xué)表達(dá)式為:電池的充放電反應(yīng)為:汽車電器與電子設(shè)備重慶大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院汽車系張偉24鋰離子電池工作原理示意圖汽車電器與電子設(shè)備重慶大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院汽車系張偉253.2聚合物鋰離子電池聚合物鋰離子電池所用的正負(fù)極材料與液態(tài)鋰離子都是相同的，電池的工作原理也基本一致。它們的主要區(qū)別在于電解質(zhì)的不同,鋰離子電池使用的是液體電解質(zhì),而聚合物鋰離子電池則以固體聚合物電解質(zhì)來(lái)代替,這種聚合物可以是“干態(tài)”的,也可以是“膠態(tài)”的,目前大部分采用聚合物膠體電解質(zhì)。聚合物鋰離子電池可分為三類：(1)固體聚合物電解質(zhì)鋰離子電池。適于高溫使用。(2)凝膠聚合物電解質(zhì)鋰離子電池。在常溫下使用。(3)聚合物正極材料的鋰離子電池。其比能量是現(xiàn)有鋰離子電池的3倍，是最新一代的鋰離子電池。汽車電器與電子設(shè)備重慶大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院汽車系張偉26聚合物鋰電池的優(yōu)點(diǎn)1.無(wú)電池漏液?jiǎn)栴},其電池內(nèi)部不含液態(tài)電解液,使用膠態(tài)的固體。2.可制成薄型電池：以3.6V400mAh的容量，其厚度可薄至0.5mm。3.電池可設(shè)計(jì)成多種形狀。4.電池可彎曲變形：高分子電池最大可彎曲90°左右。5.可制成單顆高電壓：液態(tài)電解質(zhì)的電池僅能以數(shù)顆電池串聯(lián)得到高電壓，高分子電池由于本身無(wú)液體，可在單顆內(nèi)做成多層組合來(lái)達(dá)到高電壓。6.容量將比同樣大小的鋰離子電池高出一倍。汽車電器與電子設(shè)備重慶大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院汽車系張偉27電化學(xué)原理聚合物鋰離子電池是指Li+嵌入化合物為正、負(fù)極的二次電池。正極采用鋰化合物L(fēng)iCoO2，LiNiO2或LiMn2O4，負(fù)極采用鋰—碳層間化合物L(fēng)ixC6，典型的電池體系為：(-)C|LiPF6—EC+DEC|LiCoO2(+)正極反應(yīng)：LiCoO2=Li1-xCoO2+xLi++xe----（1）負(fù)極反應(yīng)：6C+xLi++xe-=LixC6-----------（2）電池總反應(yīng)：LiCoO2+6C=Li1-xCoO2+LixC-（3）汽車電器與電子設(shè)備重慶大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院汽車系張偉28聚合物鋰離子電池工作原理示意圖汽車電器與電子設(shè)備重慶大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院汽車系張偉29汽車電器與電子設(shè)備重慶大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院汽車系張偉30第二章

交流發(fā)電機(jī)及調(diào)節(jié)器

有關(guān)內(nèi)容交流發(fā)電機(jī)構(gòu)造工作原理特性檢查與測(cè)試調(diào)節(jié)器原理、類型檢查與調(diào)整過(guò)壓保護(hù)充電系故障判斷無(wú)刷交流發(fā)電機(jī)汽車電器與電子設(shè)備重慶大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院汽車系張偉31第一節(jié) 交流發(fā)電機(jī)構(gòu)造轉(zhuǎn)子：產(chǎn)生磁場(chǎng)，需要激磁。定子：含鐵芯和繞組，多為三相，產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)。整流器：將交流轉(zhuǎn)成直流。機(jī)械構(gòu)件：機(jī)座、軸承、端蓋。汽車電器與電子設(shè)備重慶大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院汽車系張偉32第二節(jié) 交流發(fā)電機(jī)工作原理及特性原理：特性：輸出特性：U=C，I=f(n)空載特性：I=0，U=f(n)外特性：n=C，U=f(I)汽車電器與電子設(shè)備重慶大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院汽車系張偉33無(wú)刷交流發(fā)電機(jī)及特點(diǎn)構(gòu)造爪極式無(wú)刷交流發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)繞組是靜止的，它通過(guò)一個(gè)磁軛托架固定在后端蓋上,所以，不再需要電刷。兩個(gè)爪極中只有一個(gè)爪極直接固定在電機(jī)轉(zhuǎn)子軸上，另一爪極則用非導(dǎo)磁聯(lián)接環(huán)固定在前一爪極上。當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，爪極在定子內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)磁場(chǎng)繞組中有直流電通過(guò)時(shí)，爪極被磁化,就形成了旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。汽車電器與電子設(shè)備重慶大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院汽車系張偉34無(wú)刷交流發(fā)電機(jī)及特點(diǎn)構(gòu)造爪極式無(wú)刷交流發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)繞組是靜止的，它通過(guò)一個(gè)磁軛托架固定在后端蓋上,所以，不再需要電刷。兩個(gè)爪極中只有一個(gè)爪極直接固定在電機(jī)轉(zhuǎn)子軸上，另一爪極則用非導(dǎo)磁聯(lián)接環(huán)固定在前一爪極上。當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，爪極在定子內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)磁場(chǎng)繞組中有直流電通過(guò)時(shí)，爪極被磁化,就形成了旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。2.優(yōu)點(diǎn)（1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便、工作可靠（2）無(wú)電刷與集電環(huán)接觸不良的問(wèn)題。3.缺點(diǎn)（1）爪極間連接工藝?yán)щy（2）由于磁路中間隙加大，發(fā)電機(jī)相同輸出功率下需加大勵(lì)磁電流。汽車電器與電子設(shè)備重慶大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院汽車系張偉35第三節(jié) 電壓調(diào)節(jié)器工作原理：通過(guò)控制激磁電流來(lái)達(dá)到控制發(fā)電機(jī)的端電壓。類型：電磁振動(dòng)式、晶體管式、集成電路式。電壓檢測(cè)方法：發(fā)電機(jī)電壓檢測(cè)法、 蓄電池電壓檢測(cè)法。充電指示燈第四節(jié) 過(guò)電壓保護(hù)穩(wěn)壓管保護(hù)可控硅保護(hù)汽車電器與電子設(shè)備重慶大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院汽車系張偉36晶體管調(diào)節(jié)器基本電路

主要元件狀態(tài)表JFT201型調(diào)節(jié)器狀態(tài)表汽車電器與電子設(shè)備重慶大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院汽車系張偉37JFT106調(diào)節(jié)器狀態(tài)表JFT151調(diào)節(jié)器狀態(tài)表汽車電器與電子設(shè)備重慶大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院汽車系張偉388TR型集成電路調(diào)節(jié)器狀態(tài)表FT61A型調(diào)節(jié)器狀態(tài)表汽車電器與電子設(shè)備重慶大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院汽車系張偉39充電指示燈繼電器工作原理汽車電器與電子設(shè)備重慶大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院汽車系張偉40第三章

起動(dòng)系統(tǒng)

有關(guān)內(nèi)容直流電動(dòng)機(jī)構(gòu)造工作原理特性影響因素基本參數(shù)確定功率傳動(dòng)比直接操縱電磁操縱移動(dòng)電樞減速起動(dòng)汽車電器與電子設(shè)備重慶大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院汽車系張偉41第一節(jié) 直流電動(dòng)機(jī)構(gòu)造電樞、磁極、電刷、軸承。工作原理工作特性轉(zhuǎn)矩特性:M=f(I)機(jī)械特性:n=f(M)功率特性第二節(jié) 起動(dòng)機(jī)基本參數(shù)確定功率(0.3-0.4)L(kW)(0.1-0.8)L(kW)傳動(dòng)比(13-17)(8-10)蓄電池容量(550-1580)Pm/Un汽車電器與電子設(shè)備重慶大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院汽車系張偉42第三節(jié) 直接操縱強(qiáng)制嚙合式起動(dòng)機(jī)構(gòu)造和工作過(guò)程操縱機(jī)構(gòu)滾柱式離合器調(diào)整驅(qū)動(dòng)齒輪與止推墊圈之間間隙的調(diào)整(2mm)開(kāi)關(guān)接通時(shí)刻的調(diào)整第

四節(jié) 電磁操縱強(qiáng)制嚙合式起動(dòng)機(jī)ST614型吸拉線圈、保位線圈；彈簧式離合器汽車電器與電子設(shè)備重慶大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院汽車系張偉43DQ124型起動(dòng)機(jī)起動(dòng)繼電器尼桑車起動(dòng)系統(tǒng)安全繼電器第五節(jié) 移動(dòng)電樞嚙合式起動(dòng)機(jī)使電樞移動(dòng)的輔助繞組摩擦式離合器汽車電器與電子設(shè)備重慶大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院汽車系張偉44第六節(jié) 減速起動(dòng)機(jī)增加一級(jí)減速器，可采用小型、高速電機(jī)，以提高起動(dòng)性能、減小蓄電池負(fù)擔(dān)汽車電器與電子設(shè)備重慶大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院汽車系張偉45第七節(jié) 起動(dòng)機(jī)的實(shí)驗(yàn)空轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)全制動(dòng)試驗(yàn)第八節(jié) 電壓轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)發(fā)電機(jī)和全車用電設(shè)備12V起動(dòng)機(jī)使用24V汽車電器與電子設(shè)備重慶大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院汽車系張偉46第四章 傳統(tǒng)點(diǎn)火系第一節(jié) 對(duì)點(diǎn)火系的要求足以擊穿火花塞間隙的高電壓(15kV)；火花塞間隙缸內(nèi)壓力和溫度電極溫度和極性發(fā)動(dòng)機(jī)工況火花應(yīng)具有足夠的能量(50-80mJ)；所需1~５mJ，保證50~80mJ起動(dòng)時(shí)100mJ汽車電器與電子設(shè)備重慶大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院汽車系張偉47點(diǎn)火時(shí)刻適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)工況變化。轉(zhuǎn)速 ↑→θ↑負(fù)荷 ↑→θ↓起動(dòng)和怠速 θ↓(or=0)汽油辛烷值↓→θ↓壓縮比 ↑→θ↓混合氣成分α=0.8~0.9,θ最小進(jìn)氣壓力↓→θ↑汽車電器與電子設(shè)備重慶大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院汽車系張偉48第二節(jié) 傳統(tǒng)點(diǎn)火系的組成及工作原理組成：蓄電池：提供電能點(diǎn)火開(kāi)關(guān)：控制初級(jí)電路點(diǎn)火線圈：儲(chǔ)能、升壓分電器：產(chǎn)生低壓脈沖、分配高壓脈沖電容器：滅弧高壓阻尼線：連接火花塞：產(chǎn)生火花汽車電器與電子設(shè)備重慶大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院汽車系張偉49工作原理觸點(diǎn)閉合，初級(jí)電流增加

觸點(diǎn)打開(kāi)，次級(jí)產(chǎn)生高壓火花塞放電汽車電器與電子設(shè)備重慶大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院汽車系張偉50第三節(jié) 傳統(tǒng)點(diǎn)火系工作特性轉(zhuǎn)速與缸數(shù)的影響：z、n↑→U2↓火花塞積炭的影響：Rj↓→U2↓觸點(diǎn)間隙的影響：X↓→β↑→U2↑