第一章汽车电器及电子设备概述与蓄电池

1、汽车电器及电子设备主讲 袁鹏平 传统电器设备传统电器设备的组成1、充电系统（电源系统）2、起动系统3、点火系统4、照明信号系统5、仪表系统6、其他辅助电器1、汽车电器设备的组成（1）充电系有发电机、调节器、蓄电池等，汽车用电设备的电源；（2）起动系主要指起动机，其任务是起动发动机；（3）点火系分电器、点火线圈、火花塞等，其功能是产生电火花，点燃气缸内的可燃混合气；（4）照明信号设备包括各种照明灯和信号灯以及喇叭、蜂鸣器等。其任务是保证各种运条件是的人车安全；照明信号系统头灯（前照灯）（Head Lamp）雾灯（Fog Lamp）倒车灯（Back Up Lamp）室内灯（Room Lamp）仪表

2、灯（Meter Lamp） 车幅灯（Clearance Lamp）驻车灯（Parking Lamp）牌照灯（License Plate Lamp） 指示用尾灯（Tail Lamp）方向指示灯（Turn Signal Lamp）刹车灯（Brake Lamp）照明用警告灯油压警告灯（Oil Pressure Warning Lamp）充电警告灯（Charge Warning Lamp）油量警告灯（Fuel Level Warning Lamp）远光指示灯（High Beam Indicator）驻车刹车使用灯（Parking Brake Lamp）冷却水温警告灯（Water Temperature

3、 Lamp）阻风门使用灯（Chock Lamp）（5）仪表燃油表、机油压力表、水温表、车速表；燃油表水温表车速表发动机速度表（6）辅助设备电动刮水器、挡风玻璃洗涤设备、防无线电干扰设备等。2、汽车电器设备的特点（1）低电压汽车用电源电压有6V、12V和24V三种，以12V和24V居多；（2）直流电源主要从蓄电池从充电角度来考虑；（3）单线制汽车上所有用电设备是并联的，汽车发动机、底盘等金属机体，作为各种电器的公用电路，由用电器到电源只需一条导线；（4）负极搭铁我国JB515-64汽车、拖拉机用电设备技术条件中规定的。3、汽车电子信号的五大类型 (1)直流(DC)信号 在汽车中产生直流(DC)信

4、号的传感器或电源装置有-蓄电池电压或控制电脑(PCM)输出的传感器参号电压。模拟传感器信号-发动机冷却水温度传感器、燃油温度传感器、进气温度传感器、节气门位置传感器、废气温再循环压强和位置，翼板式或热丝式空气流量计、真空和节气门开关，以及通用汽车、克莱斯勒汽车和亚洲汽车的进气压力传感器。 (2)交流(AC)信号 在汽车中产生交流(AC)信号的传感器和装置有：车速传感器(VSS)、防滑制动轮速传感器、磁电式曲轴转角(CKP)和凸轮轴(CMP)传感器、从模拟压力传感器(MAP)信号得到的发动机真空平衡波形、爆震传感器(KS)。 (3)频率调制信号 在汽车中产生可变频率信号的传感器和装置有：数字式空

5、气流量计、福特数字式进气压力传感器、光电式车速传感器(VSS)、霍尔式车速传感器(VSS)、光电式凸轮轴和曲轴转角(CKP)传感器、霍尔式凸轮轴(CAM)和曲轴转角(CKP)传感器。 (4)脉宽调制信号 在汽车中产生脉宽调制信号的电路或装置有：初级点火线圈、电子点火正时电路、废气再循环控制(EGR)、净化、涡轮增压和其它控制电磁阀、喷油嘴、怠速控制马达和电磁阀。 (5)串行数据(多路)信号 若汽车中具备有自诊断能力和其它串行数据送给能力的控制模块，则串行数据是由发动机控制电脑(PCM)，车身控制电脑(BCM)和防滑制动系统(ABS)或其控制模块产生第一讲 电源系统 为了能安全和舒适的驾驶，车辆

6、装有许多电气装置。车辆不但在行驶时要用电，停车时也用电。因此汽车电源系统有蓄电池作为电源，并有充电系统，通过发动机运行来发电。充电系统向所有的电器设备供电并对蓄电池充电 电源系统整体图 汽车电源系统 发电机 调节器（装在发电机内） 蓄电池 放电警告灯 点火开关等。作用 蓄电池、发电机与汽车用电设备都是并联的。在发动机正常工作时，发电机向用电设备供电和向蓄电池充电；起动时，蓄电池向起动机供电；放电警告灯用来指示蓄电池的充放电状况；调节器的作用是使发电机在转速变化时，能保持其输出电压恒定 电源系统电路示意图 第一章 蓄电池 汽车蓄电池是一种储存电能的装置。一旦连接外部负载或接通充电电路，它便开始了

7、能量转换过程，在放电过程中，蓄电池中的化学能转变成电能。在充电过程中，电能被转变成化学能。 第一节 蓄电池的作用、构造与型号一、一、蓄电池的作用一、铅酸蓄电池的作用 (1)发动机起动时，向起动机和点火系供电； (2)在发电机不发电或电压较低时，向用电设备供电； (3)当用设备同时接入较多，发电机超载时，协助发电机供电； (4)蓄电池存电不足，而发电机负载又较少时，将发电机的电能转变为化学能储存起来（充电）。 (5）蓄电池相当于一个大容量电容器，起到了整车电气系统的电压稳定器的作用，能够缓和电气系统中的冲击电压，保护汽车上的电子设备； 二、蓄电池的构造1、极板组2、隔板3、壳体4、联条5、加液孔

8、盖6、电解液加液孔盖加液孔盖壳体极柱观察区观察区隔板极板组蓄电池外壳加液孔盖联条电解液 电解液是用专用硫酸和蒸馏水按一定比例配制而成，一般比重为1.241.30。 电解液比重小，易结冰，蓄电池的容量小 电解液比重过大，由于其粘度增加，其容量反而下降，而且缩短其寿命。 电解液的密度应根据地区、气候条件和制造厂的要求而定。电解液比重对蓄电池的工作影响很大不同地区和气温条件下的电解液比重气候条件全充电蓄电池15 度时的比重冬季夏季冬季温度低于-40的地区1.3101.250冬季温度高于-40的地区1.2901.250冬季温度高于-30的地区1.2801.250冬季温度低于-20的地区1.2701.2

9、40冬季温度低于0的地区1.2401.240 蓄电池一般分隔为三个或六个单格，每个单格电池的标称电压为2V，将三个或六个单格电池串联后制成一只6V或12V蓄电池总成。目前装有汽油发动机的汽车上使用的是有6个单格电池组成的12伏蓄电池，装有柴油发动机的汽车上使用的是有两个12伏蓄电池串联而成的24伏电源电池。随着汽车上用电设备的增加目前汽车电源电压有升高的趋势，可能会是36伏或则48伏 三、蓄电池的类型与编号 蓄电池的型号一般都标注在外壳上，其型号的编制由五部分组成。单格数蓄电池类 型蓄电池特征额定容量特殊性能123451蓄电池单格数，用阿拉伯数字表示，常用的有3和6。2蓄电池的用途，用汉语拼音

10、第一个字母表示，Q为起动型，M为摩托车用，JC为船用，HK为飞机用等。3如A为干式荷电极板，无字为干封普通极板铅蓄电池。420h率放电额定容量，用数字表示。单位为Ah。5特殊性能，用汉语拼音第一个字母表示，如G为高起动率；塑料槽用“S”；用“D”表示低温启动性好。蓄电池特征代号 国产部分车型的蓄电池型号和主要性能 例子 如3-Q-105表示蓄电池由3个单格组成，额定电压为6V，额定容量为105Ah的起动用铅蓄电池。 6-QA-105表示蓄电池由6个单格组成，额定电压为12V，额定容量为105Ah的起动用干荷电极板，高起动率铅蓄电池。第二节 蓄电池的工作原理化学能与电能的相互转化：当蓄电池将化学

11、能转化为电能而向外供电时，称为放电过程；当蓄电池与外界直流电源相联而将电能转化为化学能储存起来时，称为充电过程 充电过程 蓄电池充电过程和放电过程 蓄电池的工作原理Pb+ PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O放电充电 当蓄电池充足电时,正极板上的活性物质是二氧化铅，负极板上的活性物质是纯铅。 第三节 蓄电池的工作特性 蓄电池的工作特性主要包括：蓄电池的工作特性主要包括： 蓄电池的电动势、内阻以及充、放电蓄电池的电动势、内阻以及充、放电特性。特性。1、静止电动势 静止电动势是指蓄电池在静止状态(不充电也不放电)，正负极板之间的电位差(即开路电压)，用E0表示。它的大小与电解液的相对密度

12、和温度有关 2、内阻 蓄电池的内电阻大小反映了蓄电池带负载的能力。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。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R0表示 蓄电池内阻与电解液比重和温度有关，通常在比重为1.2左右时，硫酸电离度最好，内阻最小3、蓄电池的充电特性Uc=E+IcRn蓄电池的充电特性是指在恒流充电过程中，蓄电池的端电压Ue和电解液密度等参数随充电时间变化的规律。以一定的充电电流Ic向一只完全放电的蓄电池进行充电，在充电过程中，每隔一定时间测量其单体电他的端电压Uc、电解液密度和温度，便可得到该蓄电池的充电特性曲线。 充电终了的三个标志

13、（1）电解液呈“沸腾”状（因析出氢气和氧气所致）；（2）电解液相对密度上升至最大值，且23h内不再上升；（3）端电压上升至最大值（2.7V），且23h内不再升高。4、放电特性Uf=E-IfRn蓄电池的放电特性是指在恒流放电过程中，蓄电池的端电压Uf和电解液相对密度等参数随时间而变化的规律。将一只完全充足电的蓄电池以20h放电率的电流进行恒流放电，在放电过程中，每隔一定时间测量其单体电池的端电压Uf和电解液相对密度，便可得到该蓄电池的放电特性曲线。 放电终止的标志（1）单格电池电压下降到放电终止电压值（以20h放电率放电时，此值为1.75V）。（2）电解液相对密度下降到最小许可值，约为1.11。

14、第四节 蓄电池的容量一、蓄电池容量 蓄电池的容量是指在放电允许的范围内蓄电池输出的电量，即Q= Iftf蓄电池的容量与放电电流的大小及电解液的温度有关，其标称形式有两种：1、额定容量Qe2、起动容量1.额定容量用20h率容量表示。国标GB5008.1-91启动用铅蓄电池技术条件规定：将充电的新蓄电池在电解液温度为255C条件下，以20h率的放电电流（0.05C20）连续放至单池平均电压降到1.75V时，输出的电量称为额定容量。例如：3-Q-90型蓄电池，在电解液平均温度为25的情况下，以4.5A放电电流连续放电20h后，单格电压降为1.75V，它的额定容量Q=4.520=90（Ah） 2、启动

15、容量 启动容量表示蓄电池在发动机启动时的供电能力，分为低温启动容量和常温启动容量。（1）低温启动容量电解液在18时，以3倍额定容量的电流持续放电至单格电压下降至1V所放出的电量。持续时间应在2.5min以上。 （2）常温启动容量电解液在30时，以3倍额定容量的电流持续放电至单格电压下降至1.5V所放出的电量。持续时间应在5min以上。 例如，3-Q-90型蓄电池在25以270A电流放电5min电池的端电压降到4.5V，其起动容量为2705/60=22.5Ah 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最重要指标。二、影响蓄电池容量的因素1、放电电流 放电电流越大

16、，蓄电池的容量越小，这是因为放电过程中，正负极板上的PbO2和Pb与H2SO4发生反应生成的PbSO4使极板孔隙缩小， H2SO4的渗入困难，放电电流越大，化学反应速度越快， PbSO4堵塞极板孔隙加快， H2SO4的渗入越困难，其实际输出的容量越小。2、电解液温度 在一定的放电电流下，温度越低则容量越小。 蓄电池的额定容量是在+30C时的容量，温度每降低1 ，缓慢放电时的容量约减少1 % ，迅速放电时约减少2 %3、电解液比重 提高电解液比重，可以提高铅蓄电池的电动势和容量。但电解液比重过大，又导致粘度增加和内阻增大，蓄电池容量反而减小。冬季在电解液不结冰的前提下，可能采用稍低些的电解液比重

17、第五节 蓄电池的维护与检查 一、维护（1）经常清除蓄电池表面的灰尘污物，电解液溅到蓄电池表面时，应用抹布蘸10%浓度的苏打水或碱水擦净，电极桩和电线夹头上出现氧化物时应及时清除。（2）经常疏通加液孔盖上的通气孔。（3）检查各单格内电解液的液面高度，如发现不足及时补充。（4）根据当时的季节，及时调整电解液密度。 （5）放完电的蓄电池在 24h内应及时充电。 （6）停驶车辆的蓄电池，每两个月应进行一次补充充电。 （7）常用车辆的蓄电池，放电程度冬季达25、夏季达50%时即应充电，必要时及时进行补充充电。（8）拆卸蓄电池电缆时，应先拆下蓄电池负极，再拆下蓄电池正极；安装蓄电池电缆时，应先安装蓄电池正极，再安装蓄电池负极，以免拆卸过程中造成蓄电池断路。 二、二、 蓄电池的正确使用蓄电池的正确使用 （1）不要连续使用起动机。每次起动的时间不得超过5s，如果一次未能起动，应停顿15s以上再作第二次起动，连续三次起动不成功者，应查明原因，排除故障后再起动发动机。 （2）安装和搬运蓄电