《汽车电气设备构造与维修》 （第4版） 课件 第三章 电源系统

汽车电气设备构造与维修

（第4版）一、蓄电池二、交流发电机三、电源管理系统四、电源系统维护及故障诊断

总论Contents一、蓄电池汽车有蓄电池和发电机两个电源，它们用于向全车上的用电设备供电ꎮ蓄电池是固定电源，发电机由发动机曲轴通过传动带驱动才可以发电。汽车电源系统由蓄电池、发电机、放电警示灯、点火开关等组成。放电警示灯检测电源系统工作是否正常，正常状态为:蓄电池放电时，放电警示灯点亮，发动机起动后，发电机给蓄电池充电时，放电警示灯熄灭。一、蓄电池功用蓄电池作为主要电源有三项功能:起动发动机、稳定汽车电气系统的电压、在发电机过载或不工作时作为替代电源。分类目前使用的蓄电池有普通蓄电池、干式荷电铅蓄电池、免维护蓄电池等。一、蓄电池型号蓄电池的型号一般都标注在外壳上ꎬ它由三部分组成:国产蓄电池型号第一部分为串联的单格电池数ꎬ用阿拉伯数字表示第二部分表示蓄电池用途、结构特征代码,用大写字母表示第三部分表示标准规定的额定容量ꎬ单位是Ａｈ蓄电池用途举例:Ｑ—汽车用蓄电池Ｍ—摩托车用蓄电池Ｃ—船用铅蓄电池Ｔ—铁路客车用蓄电池一、蓄电池工作原理当外电路构成闭合回路时,蓄电池将化学能转化为电能而向外供电,称为放电过程,当蓄电池与直流电源连接时,即电能转化为化学能储存起来ꎬ称为充电过程.一、蓄电池容量及影响因素蓄电池的容量是指蓄电池在完全充足电的情况下，在允许放电的范围内对外输出的电量，单位为安培小时（Ah）。电池容量表示蓄电池对外供电的能力。蓄电池的容量与放电电流的及电解液的温度等因素有关。为了准确地表示出蓄电池的容量，要规定蓄电池的放电条件。在不同的放电条件下，蓄电池的容量分为额定容量和起动容量。蓄电池上标注的容量为额定容量，起动容量表示蓄电池接起动机时的供电能力，有常温和低温两种起动容量。蓄电池的容量与放电电流、电解液的温度、电解液的密度及极板的结构等因素有关。一、蓄电池蓄电池的使用与维护1.不要连续使用起动机。每次起动的时间不得超过5s，相邻两次起动应间隔15s，连续三次不能成功启动发动机，应查明原因，排除故障后再启动发动机；2.经常清除蓄电池表面的灰尘污物，保持表面清洁；3.检查蓄电池在车上安装是否牢靠，以防行车时震动和移位；4.检查蓄电池的放电程度，如果低于规定标准，要立即进行补充充电。5.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。一、蓄电池蓄电池的充电1.定压充电汽车上使用的蓄电池依靠发电机充电，属于定电压充电。在充电过程中，加在蓄电池两端的充电电压保持恒定不变，这种充电方法称为定电压充电。其特点是充电开始，充电电流很大，随着蓄电池电动势的不断增高，充电电流逐渐减小。充电完成后，充电电流将自动减小至零，因而不需要看管。定电压充电速度快，但由于是不能调整充电电流，所以不能保证蓄电池彻底充足电。2.定流充电蓄电池在使用中，如果发现起动机运转无力；灯光比平时暗淡，贮存不用已近一个月的蓄电池，都必须进行定流补充充电。在充电过程中，使其充电电流保持恒定不变，随着蓄电池电动势的逐渐提高，逐步增加充电电压的方法叫定电流充电。一、蓄电池蓄电池的检测蓄电池技术状况的检测包括电解液液面高度的检查、蓄电池端电压的检测。1．电解液液面高度的检查普通蓄电池必须定期的检查电解液的高度，如果电解液密度足够，则添加蒸馏水；如果密度不够，则添加专用电解液。蓄电池的壳体为透明或半透明材料制成的，在上面有正常液位范围标记，如图3-7所示。电解液的液位必须在规定的范围之内。一、蓄电池蓄电池的检测2.蓄电池端电压的检测一、蓄电池蓄电池的检测3.放电程度的检查方法4.汽车蓄电池测试诊断维护模式保修模式服务模式三、交流发电机蓄电池可向汽车电气设备提供电能。但蓄电池的电量有限，不能满足汽车连续供电的需要。要保证各种用电设备正常工作，蓄电池必须经常充电。所以汽车需要充电系统产生电能随时给蓄电池充电。汽车上当发动机运转时，发电机产生的电能不但给蓄电池充电，而且还向用电设备供电。（一）结构三、交流发电机三相同步交流发电机由转子总成、定子总成、传动带轮、风扇、前后端盖及电刷等部件组成。（二）工作原理三、交流发电机1.发电原理直流电源给转子线圈通电，产生磁场。发动机通过皮带带动转子在定子绕组中旋转，在定子中就感应出大小和方向都不断变化的三相交流电流。（二）工作原理三、交流发电机2.整流原理汽车的电器在工作时需要直流电，蓄电池充电时也需要使用直流电。交流发电机产生的是三相交流电流，若不变成直流电，则汽车的充电系统就不能应用。将交流电变为直流电的过程称作整流。汽车用整流器利用二极管的单向导电性，将发电机产生的三相交流电转换成直流电。即当给二极管加上正向电压时，二极管导通，呈现低阻状态；当给二极管加上反向电压时，二极管截止，呈现高阻状态。（二）工作原理三、交流发电机2.整流原理（二）工作原理三、交流发电机3.励磁方式交流发电机开始发电时，需要蓄电池供给励磁电流，称为它励。当发电机电压达到蓄电池电压时，即由发电机自己供给励磁电流称为自励。发电机的励磁方式为先它励，然后转为自励。（三）电压调节器发电机在汽车上是按固定的传动比由发动机驱动旋转的，其转速（n）随发动机转速变化而在很大范围内变化。根据电磁感应原理，交流发电机输出电压，随发电机速度和负载（输出电流）而变化。由于发动机的转速不断变化，发电机转速很难保持不变。因此，为了使发电机能提供固定不变的电压，必须采用调节器来控制电压。因此，汽车用发电机都配有电压调节器，以保证充电系统的电压稳定。三、交流发电机（三）电压调节器1.电压调节器的功用电压调节器是把发电机输出电压控制在规定范围内，其功用是在发电机转速和发电机负载发生变化时自动控制发电机电压，使其保持恒定，防止发电机电压过高而烧坏用电设备和导致蓄电池过充电，同时也防止发电机电压过低而导致用电设备工作失常和蓄电池充电不足。三、交流发电机（三）电压调节器2.电压调节器的基本原理在发电机转速变化时，只要自动调节励磁电流，就能使发电机电压保持恒定。电压调节器就是通过自动调节磁场电流来调节发电机电压的。三、交流发电机四、电源管理系统如果一部带有普通电源系统的汽车长期停驶，则汽车蓄电池会因电器的休眠电流(如防盗锁止系统)而将电流耗尽。这可能使得没有足够的电能来供起动发动机使用。电源管理系统主要由蓄电池诊断、休眠电流管理和动态电源管理三部分组成。作用电源管理系统用于监测和控制充电系统，并发出诊断信息，提醒驾驶员蓄电池和发电机的可能故障。它主要利用已有的车载电脑功能，使发电机效率最大化，并管理系统电气负荷，通过控制电能的分配，优化起动发动机的电能供给。改善蓄电池充电状态和寿命，优化起动性能。使系统对燃油经济性的影响降到最小程度，使车辆的起动性能和蓄电池的寿命得到明显的改善和提高。四、电源管理系统组成部件四、电源管理系统发电机车身控制模块蓄电池电流传感器发动机控制模块组合仪表运行电源管理系统的目的在于保持蓄电池充电和用电设备正常工作。有蓄电池硫化模式、充电模式、燃油经济性模式、前大灯模式、起动模式、电压下降模式6种操作模式。四、电源管理系统蓄电池硫化模式充电模式燃油经济性模式前大灯模式起动模式电压下降模式组合仪表放电警示灯的控制发生下列一种或多种情况发生时，仪表板组合仪表点亮放电警示灯，并在驾驶员信息中心显示警告信息（配备）。1.发动机控制模块检测到发电机输出电压低于11V或者高于16V。组合仪表从发动机控制模块接收到一条GMLAN信息，请求点亮放电警示灯。2.当系统电压低于11V或高于16V，且持续30s以上。组合仪表接收到来自车身控制模块的GMLAN信息，指出系统电压范围出现问题，点亮放电警示灯。四、电源管理系统蓄电池能量管理蓄电池能量管理的任务是确保蓄电池始终有足够的能量用来启动发动机。控制单元根据发动机转速、电瓶电压、发电机的负荷信号等相关数据进行评估。在保证安全行驶的前提下，适当的关闭舒适功能的用电设备。其工作过程有两种方式一种是提高怠速转速；另一种是减少用电负荷。不管是怠速提高还是减负荷，都是独立的，这两种功能不能同时开启。四、电源管理系统四、电源管理系统汽车电源系统电路一般由蓄电池、整体式交流发电机、点火开关、放电警告灯等组成。现代汽车大部分都用放电警告灯来表示电源系统的工作情况。也有用电流表指示蓄电池充、放电状态的。放电警告灯的控制方法有多种，但控制结果都是相同的，即蓄电池放电警示灯点亮，发电机给蓄电池充电，警示灯熄灭。五、电源系统维护及故障诊断（一）电源系统电路1.利用九管发电机控制放电警示灯的电源电路2.由IC调节器控制放电警示灯的电源电路五、电源系统维护及故障诊断（二）发电机的正确使用交流发电机的结构简单，维护方便。若正确使用，则不仅故障少而且寿命长；若使用不当，则会很快损坏。因此在使用和维护中应特别注意以下几点：1.汽车交流发电机均为负极搭铁，蓄电池搭铁极性必须与此相同，2.发电机运转时，不能用试火花的方法检查发电机是否发电，否则容易损坏二极管。3.一旦发现发电机不发电或充电电流很小时，就应及时找出故障并予以排除。4.整流器与定子绕组连接时，绝对禁止用兆欧表（摇表）或22OV交流发电机检查发电机的绝缘情况。5.发电机熄火时，应将点火开关断开，否则蓄电池将长期经磁场绕组和调节器放电。6.发电机与蓄电池之间的导线要连接可靠。五、电源系统维护及故障诊断（三）电源系统故障诊断1.电源系统故障诊断的基本方法（1）利用放电警告灯诊断

1）将点火开关转到“ON”位，并不起动发动机。观察放电警告灯是否发亮。此时放电警告灯应当点亮，如果不亮，说明放电警告灯线路或放