第一章

電源系統

教學目的：使學生了解和掌握鉛蓄電池、交流發電機及其調節器的作用、結構、工作原理與特性、使用與維護、常見故障的排除等內容，對汽車電源系統有初步的認識。

教學重點：普通鉛蓄電池、交流發電機及其調節器的結構、原理、特性。

教學難點：電源系統常見故障的診斷與排除方法。

§1-1

概述

一、電源系統的作用：提供低壓直流電能。

二、組成：P5

圖1-1

交流發電機、調節器、蓄電池、電流表（或其它充電指示裝置）、鑰匙開關等。

三、充電狀態指示裝置：

電流表或指示燈

§1-2

蓄電池

一、蓄電池的作用、要求與分類：

1.蓄電池的作用：P6圖1-2

蓄電池與發電機并聯

P5

（1）～（4）

2.對蓄電池的要求：容量大、內阻小

3.分類：

鉛酸蓄電池：普通型、荷電型（干式、濕式）、免維護型、膠體型

堿性蓄電池

★汽車上廣泛采用鉛酸蓄電池。

二、蓄電池的構造與型號：

1．普通型蓄電池的構造：P7圖1-3

包括：外殼、極板組、隔板、電解液、聯條、加液孔蓋、接線柱等。

極板上有活性物質：

正極板：二氧化鉛PbO2

負極板：鉛Pb

（1）單格電池中，正極板比負極板少一片（如EQ1090汽車，7正8負）

（2）利用極板組增大蓄電池容量

2．干荷電式蓄電池：P10

圖1-12

3．免維護蓄電池：P11圖1-13

4．膠體型免維護蓄電池：P12圖1-14

5．鉛蓄電池的型號：（JB2599-85）

鉛蓄電池的型號由三部分組成：單格電池數、蓄電池類型和特征、額定容量

字母

數字

字母

字母

數字

特殊性能

額定容量（A·h）

特征代號

類型（用途）

單格電池數

例：

EQ1090E汽車使用

6—Q—105D

表示：6個單格（12V）、起動用、額定容量為105

A·h、低溫起動性能好

CA1091汽車使用

6—QA—100S

表示：6個單格（12V）、起動用、干荷電式、額定容量為1050A·h、塑料整體式外殼

三、蓄電池的工作原理與特性：

1．基本工作原理：

鉛蓄電池：

電能

化學能

（1）電勢的建立：

正極板上的活性物質少量溶解產生Pb+4，具有約2.0V正電位

負極板上的活性物質少量溶解產生Pb+2，具有約0.1V負電位

即單格蓄電池電壓（靜止電動勢）約為：E=2.0V－（-0.1V）=2.1V

（2）鉛蓄電池充、放電過程的總反應化學方程式為：

PbO2

+

Pb

+

2H2

SO4

PbSO4

+

2H2

O

2．工作特性：

（1）靜止電動勢E：蓄電池在靜止狀態（不充電也不放電）時，正、負極板間的電位差（即開路電壓）

（2）內阻：

（3）蓄電池的放電特性：蓄電池的端電壓與電解液相對密度的關系。P14圖1-17

A、電解液相對密度隨放電時間直線下降

B、蓄電池端電壓變化規律：

①開始放電階段：端電壓下降較快

②相對穩定階段：端電壓緩慢下降

③迅速下降階段：端電壓急劇下降

4．蓄電池的充電特性：蓄電池的端電壓與電解液相對密度的關系。P16圖1-18

A、電解液相對密度隨放電時間逐漸上升，直至達到最大值

B、蓄電池端電壓變化規律：

①開始充電階段：端電壓迅速上升

②穩定上升階段：端電壓緩慢上升

③迅速上升階段：端電壓急劇上升

四、蓄電池的容量及影響因素：

1．容量：

（1）理論容量：

（2）實際容量：Q=放電電流×放電時間

（單位：安培·時或A·h）

（3）額定容量：用20h放電率容量表示

（單位：安培·時或A·h）

（4）儲備容量：規定條件下，蓄電池的放電時間

（單位：分鐘或min）

2．影響容量的因素：

（1）構造方面：①極板的厚度、面積

②同性極板的中心距離

極板越薄，極板上活性物質的實際表面積越，同性極板的中心距離越短，則容量越大。

（2）使用方面：①放電電流

：放電電流越大，則容量越小

②電解液溫度

：電解液溫度降低時，輸出容量減小

③電解液相對密度：適當增大電解液的相對密度，則容量增大；電解液的相對密度過高或過低，均會使容量減小。

④電解液的純度：含有雜質會造成自行放電，容量↓

五、蓄電池的使用與維護：

（一）鉛蓄電池的使用與維護：

1．正確使用：

2．儲存方法：濕儲存、干儲存

3．冬季使用注意事項：

4．維護：

（1）檢查電解液液面高度：

①橡膠外殼蓄電池：利用玻璃管測量

P19圖1-19

若液面高度低則應加注蒸餾水。

②塑料外殼蓄電池：液面應在上下刻線之間

（2）檢查放電程度：

①用吸式密度計測量電解液相對密度

P20圖1-20

★免維護鉛蓄電池有內裝式密度計（即內有一顆能反光的綠色小球）圖1-21

②用高率放電計測量單格電壓：P21圖1-22

★免維護蓄電池的端電壓：利用整體式高率放電計測量

P22圖1-23

③用汽車萬用表測量蓄電池的端電壓

5．蓄電池的拆裝：

（1）正、負接線柱的識別：

①正極標有“+”號，負極標有“-”號

②正極涂成紅色，負極涂成黑色或其它顏色

③用萬用表測量

（2）蓄電池的拆卸：先拆搭鐵線（負極線），再拆起動機線（正極線）

（3）蓄電池的安裝：先接起動機線（正極線），再接搭鐵線（負極線）

（二）蓄電池的充電：

1．充電方法及設備：

（1）充電方法：定流充電、定壓充電、快速充電

（2）充電設備：①硅整流充電機

②可控硅充電機

③快速充電機

2．電解液的配制：

3．充電種類：

（1）初充電（★充電時，蓄電池的正極與充電機的正極相接、蓄電池的負極與充電機的負極相接）

（2）補充充電：

（3）快速脈沖充電：

（4）去硫化充電：步驟P25

六、蓄電池的常見故障及排除方法：

（一）極板硫化：極板上有較多的硫酸鉛

1.原因：P27①～④

2.預防措施：及時或定期補充充電、電解液密度適當

（二）活性物質脫落：主要是正極板上的氧化鉛脫落

1.原因：P27①～③

2.預防措施：避免過充電或大電流長時間充、放電；搬運時輕搬輕放；安裝牢固可靠。

（三）自行放電：無負載狀態下，蓄電池電量自行消失（漏電）

1.原因：P27①～③

2.預防措施：配制電解液用的硫酸、蒸餾水及器皿要符合規定；加液螺塞要蓋好；補充的蒸餾水要符合要求。

七、電動汽車用高能電池：

小結：

1、蓄電池的作用、分類、構造與型號、工作原理與特性。

2、蓄電池的使用與維護。

3、常見故障的診斷與排除。

作業布置：P80

第3、4、5、6、8、10題

§1-3

交流發電機

一、交流發電機的作用及分類：

（1）作用：向用電設備（不包括起動系統）供電，為蓄電池充電。

（2）分類：

有刷式：內裝電刷式、外裝電刷式

①按有無電刷，分為：

無刷式：爪極式、感應式、帶勵磁機式、永磁式

②按激磁繞組的搭鐵方式，分為：內搭鐵式、外搭鐵式

③通風方式，分為：單風葉式、雙風葉式

④采用整流二極管的數目，分為：六管式、八管式、九管式、十一管式

二、交流發電機工作原理：

1．發電原理：P32圖1-27

轉子（磁場）旋轉時，定子繞組切割磁力線，產生頻率相同、幅值相等、相位互差120°的三相正弦電動勢。

E=CnΦ

E——電動勢的有效值（V）

C——發電機結構常數

n——發電機轉速（r/min）

Φ——磁極磁通

2．整流電路：交流電轉換成直流電

（1）六管交流發電機整流電路：P33圖1-28

交流發電機的三相橋式整流電路

（2）八管交流發電機整流電路：圖1-29

①六只二極管構成三相橋式整流電路

②兩只二極管（中性點二極管）：可提高發電機的輸出功率

（3）九管交流發電機整流電路：圖1-30

①六只二極管構成三相橋式整流電路

②三只二極管（磁場二極管）：為發電機提供勵磁電流、控制充電指示燈

（4）十一管交流發電機整流電路：圖1-31

①六只二極管構成三相橋式整流電路

②兩只二極管（中性點二極管）：可提高發電機的輸出功率

③為發電機提供勵磁電流、控制充電指示燈

3．勵磁方式：

（1）自勵（由發電機自身向激磁繞組供電）

（2）它勵（由蓄電池供電）

三、交流發電機的構造：

1．普通交流發電機的構造特點：P35圖1-32、圖1-33

（重點掌握）

主要包括：轉子、定子、硅整流器、電刷、前后端蓋等等

（1）轉子：其作用是產生磁場

結構：P36圖1-34

轉子軸、爪極（2個）、磁軛（鐵芯）、磁場繞組、滑環（2個）

（2）定子：其作用是產生三相交流電動勢

①結構：P37圖1-35

定子鐵芯、定子繞組

②定子繞組的接法：星形連接、三角形連接

（3）硅整流器：其作用是將定子繞組產生的三相交流電轉換成直流電

結構：P38圖1-36

2．無刷交流發電機：

3．雙爪極式交流發電機：P43圖1-44

4．帶泵交流發電機：P44圖1-46

四、交流發電機的型號：

交流發電機的型號由五個部分組成：QT／T73-93

變型代號（英文字母）

設計序號（數字）

分組代號（1、2、……9）：為電流等級代號

分類代號（1、2、……6）：為電壓等級代號

產品代號（大寫字母）：為漢語拼音

注：

①產品代號：JF——交流發電機、JFZ——整體式交流發電機

JFB——帶泵交流發電機、JFW——無刷交流發電機

②變型代號以調整臂的位置來標（中：不標；右：Y；左：Z）；若旋轉方向為逆時針則應在型號的最后一位標上“N”。

例：

JF2511Y表示：JF→交流發電機

2→標稱電壓24V

5→輸出電流為50～59A

11→設計序號

Y→調整臂在右

順時針旋轉

五、交流發電機的檢測與維修：P45～55

小結：

1、交流發電機的作用、分類、構造與型號、工作原理。

2、交流發電機的檢測與維修。

3、常見故障的診斷與排除。

作業布置：P80

第14、15題