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1、汽车电器主讲：冯顺11学习本课程的意义n汽车由四大部分组成：n发动机、底盘、车身、电器n发动机汽车的心脏n电器汽车的灵魂23学习本课程的意义n目前新车型不断推出，变化最多的是电器配置。n平均而言，电器装备占整车成本的比重大约是：n普通汽车：20%30%n高档轿车：50%以上4学习本课程的意义n电子技术广泛应用于：n发动机控制、底盘控制、车身控制、故障诊断n影音、通信、导航、防撞、防盗、等n对汽车的：n动力性、经济性、可靠性、安全性、操纵性、稳定性、舒适性以及环保（排污）性n都有直接而且重要的影响5学习本课程的意义n汽车的机械部分已经发展到了极限n今后发展的主要空间在汽车电器n具体而言，就是：n
2、最新的电子技术、计算机技术和信息技术在汽车上的应用n作为汽车业内人员，必须及时掌握汽车电器的知识6学习方式n学习方式包括：n1、课堂讲授n2、实训n3、研讨n阶段性地对学习内容作回顾、总结、思考。n提出学习中遇到的问题，通过讨论，深化掌握所学内容。课堂讲授实训研讨研讨7学习方式n快乐学习、学习快乐n享受学习、学习享受8学习内容nn二大部分：二大部分：n一、汽车电器装置n二、汽车电子控制系统9学习内容n一、汽车电器装置n由：供电系统、用电设备、检测装置和配电装置四部分组成n1、供电系统n蓄电池（第一章）n发电机与调节器（第二章）10学习内容n2、用电设备n起动系统（第三章）、点火系统（第四章）、
3、n照明与信号系统（第五章）、仪表与显示系统（第六章）、n辅助电器设备（第十一章）11学习内容n3、检测装置n各种检测仪表、传感器n4、配电装置n中央配电盒、电路、开关、熔断器、易熔线、继电器、插接件、导线n（第十二章）12学习内容n二、汽车电子控制系统n1、发动机电子控制系统n第4章（电控点火系统）、第7章（电喷系统）n2、底盘电子控制系统n第8章（ABS）、第10章（自动变速器、电控悬架）、电控动力转向、四轮转向控制n3、车身电子控制系统n第9章（SRS）、第10章（巡航控制、防盗系统）课程只能介绍部分内容，打基础。需要不断学习13第一章蓄电池n第一章蓄电池n蓄电池是n可逆式直流电源，141
4、5第一章蓄电池n蓄电池与发电机并联并联后组成汽车电源。n各有分工。n蓄电池是1859年由普兰特(Plante)发明的，至今已有一百多年的历史。100多年历史16第一章蓄电池n汽车蓄电池的作用：n（1）起动时，向起动机、点火系供电。n（2）发电机不发电或电压较低时，供电。n（3）发电机负荷较大时，协助发电机供电。n（4）储存发电机富裕电量，实现能量转换和储存。n（5）大电容，吸收瞬时过电压，稳定电路电压，保护电子元件不受损坏。最主要的作用17第一章蓄电池n汽车蓄电池分类n须满足发动机起动的需要即在短时间内提供大电流（几百安）称为起动型蓄电池起动型蓄电池。n还有多种分类：根据电解液的不同，蓄电池又
5、可分为酸性蓄电池和碱性蓄电池。n铅酸蓄电池优点：内阻小，电压稳定、结构简单、成本低，起动性能好在汽车上应用广泛。起动型蓄电池起动型蓄电池优点181.1蓄电池的结构与型号n1.1.1结构n蓄电池的结构如图191.1.1蓄电池结构n汽车蓄电池分隔为6个单格，n每个单格电池的标称电压为2V201.1.1蓄电池结构n单格电池由：正、负极板、隔板等组成。n将6个单格电池用铅连接条串联后，装在壳体内，注入电解液，用极柱对外连接，即制成一只12V蓄电池总成。n问：蓄电池的组成？21221.1.1蓄电池结构n1、极板n极板分为正极板和负极板，是蓄电池的核心核心，由栅架和活性物质构成。n蓄电池在充、放电过程中，
6、电能和化学能的相互转换，就是依靠极板上活性物质与电解液中硫酸的化学反应来实现的。23正极板上是PbO2，呈深棕色。负极板上是Pb，呈青灰色。241.1.1蓄电池结构n栅架的作用是容纳活性物质并使极板成形。n有铅锑和铅钙合金两种。251.1.1蓄电池结构n加入锑是为了提高栅架的机械强度并改善浇铸性能n但铅锑合金耐电化学腐蚀性能差，锑易析出，引起蓄电池的自放电和栅架的膨胀、溃烂。n当前栅架多采用铅钙合金普通负极板的厚度为1.8mm，正极板为2.2mm。薄型极板，厚度为1.11.5mm261.1.1蓄电池结构n为了增大蓄电池的容量，n将多片正、负极板分别并联组成正、负极板组极板组，n正、负极板相互嵌
7、合，中间插入隔板。271.1.1蓄电池结构nn负极板片数负极板片数=正极板正极板+1+1n正极板处于负极板之间，两侧放电均匀，n否则，正极板的机械强度差，单面工作会使两侧活性物质体积变化不一致，而造成极板拱曲。281.1.1蓄电池结构n2.隔板n为了减小蓄电池的内阻和尺寸，蓄电池内部正、负极板应尽可能地靠近。n为避免短路，正负极板之间要有隔板。n隔板材料：多孔、化学性能稳定、耐酸、抗氧化2930311.1.1蓄电池结构n隔板有：木质、微孔橡胶、微孔塑料以及浸树脂纸质等。n老式隔板带沟槽，安装时，带沟槽的一面应面向正极板。这是因为正极板在充、放电过程中化学反应激烈，沟槽能使电解液较顺利地上下流通
8、。同时，使正极板上脱落的活性物质顺利地掉入壳底槽中。n现在多用袋状隔板（将微孔塑料隔板制成袋状，紧包在正极板外部，可进一步防止活性物质脱落，避免极板内部短路并使组装工艺简化）321.1.1蓄电池结构n3.壳体n盛放电解液和极板组n材料：耐酸、耐热、耐振、绝缘性好、并且有一定机械强度n早期采用硬橡胶，目前聚丙烯塑料n壳体为整体式结构，分成6个单格，底部有突起的肋条，用来搁置极板组。n肋条间的空隙用来积存脱落下来的活性物质，以防止在极板间造成短路。33341.1.1蓄电池结构n壳体上部每个单格都有一个加液孔，n可用于检查电解液液面高度和测量电解液密度，用螺塞密封。351.1.1蓄电池结构n螺塞上有
9、通气孔，可使充电时产生的H2和O2随时逸出。361.1.1蓄电池结构n蓄电池由单格电池串联而成。n蓄电池的串联方式一般有传统外露式铅连接条连接、内部穿壁式连接和跨越式连接三种371.1.1蓄电池结构n4.电解液n高纯度硫酸+蒸馏水按比例配制n电解液密度一般为1.241.30gcm3381.1.1蓄电池结构n注意配制顺序：硫酸+水n不同地区和气候条件下电解液相对密度要求不同，见下表1-1。n总体上是：密度n北方南方，冬季夏季不能反39表1-1不同地区和气候条件下电解液的密度要求气候条件(冬季温度)全充全充电电电电蓄电池2525时的密度（gcm3）冬季夏季低于-40地区1.311.25高于-40地
10、区1.291.25高于-30地区1.281.25高于-20地区1.271.24高于0地区1.241.24401.1.2蓄电池的规格型号n目前执行的最新标准是GBT5008-2005起动用铅酸蓄电池n型号分为5部分：nn比如：n6QA58G411.1.2蓄电池的规格型号n第部分蓄电池单格电池数量，用阿拉伯数字表示。n第部分蓄电池用途，用大写字母表示。（“汽车用”“Q”，“摩托车用”“M”）n第部分蓄电池特征，用大写字母表示。（可省略，特征代号见表1-2）421.1.2蓄电池的规格型号n第部分20h放电率的额定容量（用数字表示，单位是Ah）n第部分特殊性能，用大写字母表示。（可省略，G-表示高起动
11、率、S-表示塑料外壳，D-表示低温起动性能）n:6QA58G43表1-2蓄电池特征代号特征代号蓄电池特征特征代号蓄电池特征特征代号蓄电池特征A干荷电J胶体电解液D带液式H湿荷电M密闭式Y液密式W免维护B半密闭式Q气密式S少维护F防酸式I激活式441.1.2蓄电池的规格型号n型号举例：nn6-Q-906-Q-90：6个单格电池、额定电压为12V，额定容量为90Ah、汽车起动型蓄电池。nn6-QAW-1006-QAW-100：6个单格电池、额定电压12V、干荷电、免维护、额定容量为100Ah、汽车起动型蓄电池。451.2蓄电池的工作原理n蓄电池的充电过程和放电过程是一种可逆的化学反应。n充电过程：
12、将电能转化为化学能储存在蓄电池中，n放电过程：将化学能转变为电能供给汽车用电设备。461.2蓄电池的工作原理n1.2.1放电过程n极板浸入电解液：nn负极板负极板有少量铅溶入电解液Pb2+，在负极板上留下多余的电子，使负极板呈负电位，约为-0.1V。471.2.1放电过程nn正极板正极板:少量PbO2溶入电解液，与水反应nPb（OH），Pb（OH）再分离成Pb和OH。n一部分Pb沉附正极板上，使正极板呈正电位，约为+2.0V。481.2.1放电过程n外电路未接通时，蓄电池的静止电动势约为E0=2.0V（0.1V）=2.1Vn若接通外电路，产生电流I491.2.1放电过程nn正极板正极板:Pb4
13、+和负极板来的电子结合，生成二价铅离子Pb2+。nPb2+与电解液中的SO42-结合PbSO4沉附在正极板上正极板电位降低。501.2.1放电过程nn负极板负极板:nPb2+与SO42-结合，nPbSO4而沉附在负极板上。511.2.1放电过程n放电过程的化学方程式为nPbO2+2H2SO4PbPbSO4+2H2O+PbSO4n正极电解液负极正极电解液负极n理论上，活性物质可全部转变为硫酸铅放电过程521.2.1放电过程n实际上，由于电解液不能渗漏到活性物质的最内层，只有20-30%的活性物质可能转变为硫酸铅。n因此采用薄型极板，增加多孔性，以提高活性物质的利用率。n放电过程中，正、负极板上活
14、性物质PbO2和Pb不断地转化为PbSO4，电解液中的H2SO4不断地减小，而H2O增多，电电电电解液密度下降解液密度下降。531.2.2充电过程n1.2.2充电过程n充电时，蓄电池外接直流电源。n因外接直流电源端电压高于蓄电池电动势，电流方向如图，电子从蓄电池正极流向负极。54充电过程nn正极板正极板：少量PbSO4溶于电解液Pb2+和SO42，nPb2+（外界电场的作用下）失去2ePb4+，和电解液中OH结合Pb（OH）4nPb（OH）4分解成PbO2和H2O，nPbO2沉附在正极板上。nSO42和H+结合成H2SO4。55充电过程nn负负负负极板极板：少量PbSO4溶入电解液nPb2+和
15、SO42，nPb2+（外界电场的作用下）获得2ePb，沉附在负极板上。nSO42和H+结合成H2SO4。561.2.2充电过程n正、负极发生的反应与放电过程相反，其化学反应方程式为：nPbSO4+2H2O+PbSO4PbO2+2H2SO4+Pbn正极电解液负极正极电解液负极充电571.2.2充电过程n充电接近终了时，电解液的密度到Maxn并引起水的电解：nn负负负负极板极板周围的2个H+得到2eH2逸出；nn正极板正极板周围的O2失去2eO2逸出。581.2.2充电过程n充充电过电过电过电过程程中消耗了水，生成了硫酸n电解液的密度nn放放电过电过电过电过程程中消耗了硫酸，生成了水n电解液密度5
16、91.3蓄电池的工作特性n1.3.1静止电动势电动势n蓄电池静止电动势E0是指单格电池在静止状态下（不进行充、放电时）正负极板之间的电位差。60静止电动势nE0主要取决于电解液的密度和温度。n电解液密度在1.051.30gcm3范围内时，nE0=0.85+25n式中2525时的电解液密度（gcm3）n比如：n海南，新蓄电池电解液密度取1.24gcm3，则nE0=0.85+1.24=2.09V611.3.1静止电动势n实测电解液密度t可换算成25时的密度n25=t+(t25)n式中n=0.00075（密度温度系数）n即：电解液温度每升高1，密度下降0.00075gcm3；nt实际测得的电解液温度（）。62.蓄电池内阻n蓄电池内阻包括：极板电阻、隔板电阻、电解液电阻和连条电阻等。n极板电电阻很小，其阻值随活
