魏学哲课件第一讲传统汽车电源系统.pptVIP

第一讲 传统汽车电源系统 一.概述 目前，汽车的电源系统采用14V电压供电（12V的蓄电池），功率普遍为1～2KW。具体结构如图1示： 图1. 汽车电源系统 该结构特点是： 采用交流同步发电机； 三相整流器将交流电压整成直流电压； 单一的14V电源总线 电源负极搭铁（接地）。 一.概述 其中，用电器主要有： 起动电机； 档风玻璃加热器； 各种车内照明； 各种信号装置； 各种控制器； 发动机点火装置等。 存在问题：电流大，扩大容量比较困难。 动力蓄电池 蓄电池的主要技术参数： 1.电池的容量； 2.电池的使用寿命； 3.电池的功率密度； 4.电池的能量密度； 5.电池的温升特性； 二.蓄电池 首先，来讲一下蓄电池（即铅酸电池）。 蓄电池每个单格的标称电压为2V，由若干单格电 池组成蓄电池总成，以满足汽车用电设备的需要。蓄电池主要由极板组、隔板、壳体、联条、加液孔盖、和电解液组成。 蓄电池的正极板为 ，负极板为 ，电解液为 的水溶液，蓄电池充放电过程中的化学反应是可逆的。根据蓄电池的充放电时的化学反应过程，可以得出如下结论： 蓄电池在充放电过程中，其内部活性物质是处于化合和分解的矛盾运动中，略去中间的化学反应，其运动过程可表示为： 二.蓄电池 由此可以看出：蓄电池在放电时，电解液中的硫酸逐渐减少而水增多，电解液比重下降，充电时，恰好相反，故可通过测量电解液比重来判断蓄电池的充放电程度。 在充放电时，电解液比重发生变化，主要是由于正极板处活性物质化学反应的结果，因而要求正极板处电解液的流动性要好，隔板的结构和安装应特别注意。 蓄电池放电终了时，实际上只有少部分活性物质转变为硫酸铅。因此，要减轻蓄电池重量，提高其供电能力，应设法提高极板的孔隙度，减小极板厚度，以提高活性物质的利用率。 蓄电池的工作特性 要使蓄电池得到合理使用，必须掌握它的工作特性，即蓄电池的电动势、内阻、充放电特性和容量等变化规律。 二.蓄电池 电动势和内阻 在蓄电池内部工作物质的运动处于暂时的平静状态时，蓄电池的电动势称为静止电动势，其大小取决于电解液的比重和温度，静止电动势 ，在15℃时和电解液的比重关系可近似表示为： 其中， 式中 —— 15℃时电解液的比重。 蓄电池的内阻包括极板、隔板、电解液、联条和极桩等的电阻。 电解液的电阻与电解液的温度和比重有关，比重为1.2时，硫酸的电离最好，粘度较小，电阻也最小，所以适当采用低比重和提高温度，对降低蓄电池的内阻是很有意义的，尤其是冬季。总之，铅酸电池的内阻是很小的，因此可以获得较大的输出电流， 二.蓄电池 适应起动需要。 蓄电池的充电特性 蓄电池的充放电特性是指在恒流充电过程中蓄电池的端电压 ，电动势E 和电解液比重随时间的变化规律如图2示。 可以看到：在充电过程中，蓄电池电解液比重和静止电动势与充电时间成直线关系增长，端电压不断上升，并且总大于电动势E。因为加在正负极上的端电压 图2 蓄电池充电特性 二.蓄电池 桩上的端电压，必须克服电动势E和内阻压降 ，电流才能通过。即 由上述和图2可知，判断蓄电池充足电的现象是： 1) 端电压升到最大值，且两个小时内不再增加； 2) 电解液比重上升到最大值，且两个小时内不再增加； 3) 蓄电池激烈地放出大量气泡，电解液沸腾。 蓄电池的放电特性 蓄电池的放电特性是指在恒流放电过程中，蓄电池端电压 ，电动势E和 电解液比重 随放电时间的变化规律。如图3所示。 在放电过程中，电解液比重是直线下降的，从1.27降至1.11，这是因为， 在恒流放电时，在单位时间内，蓄电池内部活性物质与电解液进行化学反应的速度时一定的，这时所消耗的硫酸和生成的水与放电时间成正比。因而可用测量电解液比重来判断蓄电池的放电程度，一般 每下降0.04，则蓄电池约放电25％。 因静止电动势 与成正比，故 也成直线下降。 二.蓄电池 图3 蓄电池放电特性 二.蓄电池 在放电时， 总是小于E，即 从而，蓄电池是否放完电，通常可以由两个参数来判断： 1）单格电池电压降到放电终止电压； 2）电解液比重降到最小许可值，约为1.11。