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项目一 电源系统 单元一蓄电池的容量及其影响因素导入新课：汽车运行点火、启动、灯光等电电的供应：发电机、蓄电池电动汽车发展的趋势怎样的电池最好？单元一蓄电池的容量及其影响因素教学目的要求：通过教学掌握蓄电池的构造、型号识别，掌握不同类型蓄电池的特点以及影响容量的因素。 主要教学内容：1、蓄电池的构造、型号2、影响蓄电池容量的因素教学重点、难点：蓄电池的结构一、蓄电池的构造影响蓄电池的容量的影响因素2、车用蓄电池的作用、组成及特点（1）作用：供电（2）组成：（3）特点：二、蓄电池的类型（1）普通型蓄电池（2）干荷电蓄电池（3）免维护蓄电池普通铅酸蓄电池干荷蓄电池免维护蓄电池三、蓄电池容量及其影响因素1、蓄电池容量蓄电池的容量是指在规定的放电条件下，完全充足电的蓄电池所能放出的电量，用“C”表示。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。蓄电池的容量采用Ah(安时)来计量。即容量等于放电电流与持续放电时间的乘积。2、影响蓄电池容量的主要因素（1）放电电流（2）电解液温度（3）电解液的纯度（4）电解液密度（5）极板构造3、放电电流1）If单位时间生成硫酸铅孔隙堵塞，活性物质 利用率低C2）If单位时间消耗硫酸电解液密度下降快C注意：每次启动发动机时间不得超过5S，再次启动时间间隔15S以上。 4、电解液的温度温度粘度渗入极板困难，活性物质利用率C；同时，粘度内阻内压降端电压C。5、电解液的纯度纯度不好的电解液明显减少蓄电池的容量。含有1%的铁，蓄电池在一夜内就会放完电。6、电解液密度电解液密度电动势E，电液渗透能力，参加反应的活性物质C过高，粘度，内阻，极板硫化C实践证明：电解液密度偏低有利于提高放电电流和容量。冬季使用的电解液，在不使其结冰的前提下，尽可能采用稍低的电解液密度。7、极板构造极板厚度越薄，活性物质的利用率就越高，容量就越高。极板面积越大，同时参与反应的物质就越多，容量就越大。同性极板中心距越小，蓄电池内阻越小，容量越大四、蓄电池的使用与维护(1)维护1)观察蓄电池外壳表面有无电解液漏出；2)检查蓄电池在车上安装是否牢靠，导线接头与电桩的连接是否紧固；3)经常清除蓄电池盖上的灰尘泥土，擦去电池顶上的电液，透通加液孔盖上的气孔，清除包桩和导线接头上的氧化物；4)定期检查和调整电解液的相对密度及液面高度；5)经常检查蓄电池放电程度，超过规定时立即充电。(2)检查1）电解液液面高度的检查2）蓄电池容量的检查小结本次课主要介绍了蓄电池的构造、型号识别、及容量及影响因素。作业1)什么是免维护蓄电池？有什么特点？2)国产蓄电池的型号含义是什么？单元二蓄电池的充放电教学目的要求：通过学习掌握蓄电池的电动势、内阻、工作特性、容量、充电设备及方法、充电工艺、注意事项等知识点。教学重点、难点：蓄电池的工作特性蓄电池的充电方法教学的内容：（一）电动势和内阻（二）蓄电池的工作特性（三）蓄电池的充电设备（四）蓄电池的充电方法（五）蓄电池的充电连接方法（六）蓄电池的充电工艺一、电动势和内阻1）静止电动势：指蓄电池静止状态下正负极板间的电位差，其值取决于电解液的密度和温度。Ej = 0.85 + 25 25为25度时的电解液密度。（注：静止电动势不等于电池的电动势）2）内阻：包括极板内阻、隔板内阻、电解液电阻、联条和极柱电阻。电解液电阻与电解液密度和温度有关。蓄电池内阻越小，输出电流越大；放电电流越大，越能满足起动的需要。电解液电阻与密度的关系曲线二、蓄电池的工作特性1）蓄电池的放电特性2）蓄电池的充电特性（1）蓄电池的放电特性定义：指在恒流放电过程中，蓄电池的端电压和电解液相对密度随时间而变化的规律。第一阶段：开始放电阶段，电压下降较快。第二阶段：相对稳定阶段，电压缓慢下降。第三阶段：迅速下降阶段，放电终了，密度迅速下降，端电压也急剧下降。恒流放电特性曲线放电终了的特征：1）单格电压放电至终止电压 （1.75V ）2）电解液密度降至最小许可值（约1.11g/cm3 ）蓄电池允许的放电终止电压与放电电流强度有关，放电电流越大，则放完电的时间越短，而允许的放电终止电压越低。（2）、蓄电池的充电特性定义：指在恒流充电过程中，蓄电池的端电压与电解液相对密度随时间而变化的规律。第二第一阶段：开始充电阶段，端电压迅速上升。阶段：稳定上升阶段，端电压随电解液 密度上升而相应提高。第三阶段：迅速上升阶段，水电解产生的H以离子状态和极板之间产生附加电阻（0.4），将形成沸腾现象。第四阶段：充电停止后，端电压逐渐下降至静止电动势。充电终了的特征：1）蓄电池内产生大量气泡，即出现沸腾现象（电解水2H2O=2H2 +O 2）。2）端电压上升到最大值（2.7V），且2h内不再增加。3）电解液密度上升到最大值，且23h内不再增加。 三、蓄电池的充电设备1、组成：交流电源、整流器。2、车上的充电设备为交流发电机充电专用设备：（1）可控硅整流充电机（2）晶闸管整流充电机（3）脉冲快速充电机（4）智能充电机蓄电池的充电设备蓄电池的充电设备蓄电池的充电设备智能充电机四、蓄电池的充电方法（1）恒流充电在充电过程中，充电电流恒定不变（通过调整电压，保证电流不变）。恒流充电的优点为：充电电流可任意选择，有益于延长蓄电池寿命，可用于初充电和去硫化充电。恒流充电的缺点是：充电时间长，且需要经常调整充电电流。（2）恒压充电在充电过程中，充电电压恒定不变。是蓄电池在汽车上由发电机对其充电的方法。恒压充电的优点为：充电速度快，充电时间短，充电电流IC会随着电动势E的上升，而逐渐减小到零，使充电自动停止，不必人工调整和照管。恒压充电的缺点是：充电电流大小不能调整，所以不能保证蓄电池彻底充足电，也不能用于初充电和去硫化充电。对于就车使用的蓄电池，为了防止其产生硫化故障，必须定期（每两个月）拆下用改进恒流充电的方法充电一次。恒压充电曲线（3）改进恒流充电法两阶段充电法，在第一阶段用较大电流充电，当单格电池电压升到2.4V，电解液开始产生气泡，将充电电流减小一半进行第二阶段恒流充电，直到蓄电池完全充足电为止。改进恒流充电的优点为：可减少活性物质脱落，又能保证蓄电池充满电，改进恒流充电是蓄电池常规充电方法，完成一次初充电需6070小时，补充充电需20小时。改进恒流充电的缺点是：充电电流需经常调整.（4）脉冲快速充电快速充电的基本方法（1）脉冲快速充电以脉冲大电流充电来实现快速充电的方法。（2）智能快速充电利用单片机的智能功能，控制充电电流按照最佳充电电流变化而实现快速充电的方法。 五、蓄电池的充电连接方法定流充电常采用串联法注意：尽可能同容量电池串联定压充电常采用并联法各串联电池电压应相等，但型号、容量和放电程度可以不同。六、蓄电池的充电工艺1初充电对新蓄电池或更换极板后的蓄电池进行的首次充电。恢复蓄电池在存放期间，极板上部分活性物质缓慢放电和硫化而失去的电量。初充电的特点：充电电流小，充电时间长，必须彻底充足。初充电的程序：（1）加注电解液密度符合厂家规定，液面高度符合要求。（2）选择充电电流改进恒流法 IC1=C20/15 IC2=C20/30（3）连接蓄电池（4）充电过程中应注意问题1）旋开加液孔；2）观察充电电流，及时调整；3）每隔2-3h应测量一次电压和密度，及时转为第二阶段；经常测量温度，控制不高45；（5）调整电解液密度 补充充电需补充充电情况：（1）启动无力时（非机械故障）；（2）前照灯灯光暗淡，表示电力不足时；（3）电解液密度下降到1.20g/cm3以下时；（4）冬季放电超过25%，夏季放电超过50%。补充充电与初充电的不同点：（1）充电前不需要加注电解液；（2）蓄电池补充充电电流的选择；IC1=C20/10（A） IC2=C20/20（A）（3）充电时间约为1316h。间歇过充电间歇过充电是避免使用中极板硫化的一种预防性充电。一般应每隔3个月进行一次。充电方法是先按补充充电方式充足电，停歇1h后，再以减半的充电电流进行过充电，直至充足电为止。单元三蓄电池技术状况检测及常规故障的诊断和排除教学目的要求：通过学习掌握蓄电池的故障及检测方法，学会对蓄电池的维护及储存方法。主要教学内容：（1）蓄电池的检查（2）蓄电池常见的外部故障（3）蓄电池常见的内部故障（4）蓄电池的维护教学重点、难点：（1）蓄电池的维护（2）蓄电常见的内部故障一、蓄电池的检查（1）目测或用玻璃管检查电解液液面的高度液面应高出极板上沿15mm，在minmax之间（2）用密度计测量电解液密度 1）应同时测出电解液温度，以将测得的密度值换算到25 度进行修正2）25 =t +（t25）3）实际经验：电解液相对密度每减少0.01 ，相当于蓄电池放电6% ，故可估算出放电程度。（3）用高率放电计检测放电程度测12V电池，蓄电池充满电，密度在1.24g/cm3,接入时间10S15S ；1）电压能保持在：10.5V11.6V 以上，存电量为充足,蓄电池无故障；2）电压能保持在：9.6V10.5V，存电量为不足, 蓄电池无故障；3）电压降到：9.6V 以下，存电量严重不足或蓄电池有故障（4）新型蓄电池的检测方法1）静止电动势测试先消除“表面充电”现象，再用万用表测开路电压2）新式12V 高率放电计测试二、蓄电池常见的外部故障（1）容器破裂（2） 封口胶破裂（3）极桩螺栓和螺母腐蚀（4）蓄电池爆炸 三、蓄电池常见的内部故障 （1）极板硫化 （2）自行放电 （3）极板短路 （4）极板活性物质脱落 （5）极板拱曲 1、极板硫化现象：内阻增大显著，极板上生成白色粗晶粒硫酸铅的现象，称为硫酸铅硬化，简称“硫化”，主要发生在负极板上。是导致蓄电池寿命终止的主要原因。特征：1）极板颜色不正常2）放电时，端电压下降快；充电时，端电压上升快；电池容量降低3）电解液密度低于正常值；充电时密度增加很慢4）充电时单格电压上升很快；单格电压过高（2.83.0V）5）易早沸腾主要原因：1）蓄电池长期充电不足或放电后不及时充电，温度变化时，硫酸铅发生再结晶2）蓄电池液面过低，极板上部发生氧化后与电解液接触，也会生成粗晶粒硫酸铅3）电解液密度过高4）电解液中含有较多杂质5）气温变化剧烈处理方法：1）程度轻的：过充电法2）较严重的小电流长时间过充电法3）严重的：采用水处理法防硫化措施： 保持蓄电池经常处于充足电状态：1）汽车上的蓄电池定期送充电间彻底充电；2）放完电的蓄电池在24h内送充电间充电。 电解液高度应符合规定。2、自行放电现象：充足电的电池，30天内，每昼夜容量降低超过2%为自行放电故障特征：电池不用时，电能自行消耗主要原因：使用因素：1）电解液杂质过多2）电解液密度偏高3）电池表面不清洁4）电池长期不用结构因素：含锑的栅板防自行放电：1）用专用硫酸配制电解液2）配制用器皿应为耐酸材料，且防脏物掉入3）电池盖、塞要装好4）经常清洁表面，保持干燥 3、极板短路现象：无法起动；蓄电池无电压特征：1）充电时电解液温度迅速升高2）电压和密度上升很慢3）充电末期气泡很少4）高率放电计试验时，电压迅速下降为05）易早沸腾主要原因：1）隔板损坏2）极板拱曲3）活性物质大量脱落处理方法：解体4、极板活性物质脱落现象：主要在正极板上发生，是蓄电池过早损坏的主要原因之一。特征：1）容量下降2）充电时电解液浑浊，有褐色物质浮出主要原因：1）充电电流过大2）“过充”时间长：电解水产生H2和O2冲击极板上的活性物质3）低温大电流放电：造成极板拱曲4）电解液不纯5）汽车行驶时颠簸、振动处理方法：1）程度轻的：清洗后更换电解液2）严重的：更换极板或报废 5、极板拱曲主要原因：由于充电或放电电流过大时，极板活性 物质的体积变化不一致而引起的。6、单格电池极性颠倒现象：单格电池原来的正极板变为负极板，负极板变为正极板。此时，蓄电池电压迅速下降，不能继续使用。原因：维护不当，没有及时发现有故障的 单格电池，如某一单格电池容量过低，过放电时，被其他单格电池反充电，造成极性颠倒。此外充电时接反电极也会造成这种故障。四、蓄电池的维护 1）蓄电池的正确使用2）蓄电池的正确维护（保养）3）干荷电蓄电池的使用与维护4）小结（1）蓄电池的正确使用1）大电流放电时间不宜过长2）充电电压不能过高3）防止过放电和欠充电4）冬季调整电解液密度，防结冰 （2）蓄电池的正确维护（保养）1）保持清洁2）连接牢靠：定期检查松动情况3）检查调整液面高度（定期）4）检查调整液面密度（定期）冬季密度不能过低（易冻结）5）及时充电：放完电电池24小时内充电6）检查并疏通加液孔盖上的通气孔7）正确使用起动机8）正确拆装 （3）干荷电蓄电池的使用与维护初次使用时，加入相应电解液到规定高度，记下密度和温度，静 放2030 分钟，再测温度和密度，如温度上升不到6 度，密度下降不到0.01g/cm3 ，即可使用。否则需要补充充电。 1）抓及时、正确充电2）抓正确使用操作3）抓清洁保养（一）三抓1）抓及时、正确充电2）抓正确使用操作3）抓清洁保养（1）抓及时、正确充电1）放完电的电池24h内送充电间；2）装车使用电池定期补充充电，放电程度，冬季不超过25%，夏季不超过50%3）带电液存放的蓄电池定期补充充电。（2）抓正确使用操作1）每次启动时间不超过5s，启动间隔时间15s，最多连续启动3次；2）车上蓄电池应固定牢靠，安装搬运时应轻搬轻放。（3）.抓清洁保养1）保持蓄电池表面清洁2）及时清除蓄电池表面的酸液3）经常疏通通气孔（二）五防1）防止过充和充电电流过大2）防止过度放电3）防止电解液液面过低4）防止电解液密度过大5）防止电解液内混入杂质。（三）冬季使用蓄电池时的注意事项1）应特别注意保持其处于充足电状态，以防结冰；2）冬季补加蒸馏水应在充电时进行，以防结冰；3）冬季容量降低，发动机启动前应进行预热，每次启动时间不超过5s，每次启动间隔应有15S4）冬季气温低，蓄电池充电困难，应经常检查蓄电池存电状况小结：本次课主要介绍了蓄电池常见的故障、蓄电池的维护、蓄电池的检查以及蓄电池的储存。要求通过学习掌握蓄电池的故障及检测方法，学会对蓄电池的维护及储存方法。作业：蓄电池常见的内部故障有哪些？如何排除？单元四新型蓄电池简介新型蓄电池简介教学目的和要求：了解蓄电池的类型，掌握各蓄电池的优劣点以及蓄电池的发展趋势。主要教学内容：1、免维护蓄电池2、干荷蓄电池3、胶体电解质蓄电池4、碱性电池5、钠硫电池6、燃料电池7、锌空气电池教学重难点：1、免维护蓄电池（1）免维护蓄电池的概念所谓免维护蓄电池，是指在规定的使用条件下，使用期间不需要进行维护的蓄电池。对于车用铅蓄电池来讲，也就是使用期间不需经常添加蒸馏水的蓄电池。（2）免维护蓄电池的特点免维护蓄电池与普通铅蓄电池的最大区别是极板材料不同。不仅改善了使用性能，还延长了使用寿命和储存寿命。1）免维护蓄电池失水量少，使用中一般不需添加蒸馏水。2）免维护蓄电池的栅架采用的是铅钙合金，特点是晶粒较细，耐腐蚀，不易形成微电池，自行放电量小。3）免维护蓄电池有集气室和新型的通气装置，可避免水分散失，有效的防止酸气外逸，从而很大程度的降低了硫酸气对极桩连接件的腐蚀。4）免维护蓄电池的起动电流比普通铅蓄电池大，起动性能好，一方面是由于铅钙合金的导电性能比铅锑合金好，蓄电池内阻小，输出电流大；另一方面是由于免维护蓄电池采用内连式连接，缩短了连线长度，功率损失小，放电电压高。5）免维护蓄电池采用铅钙合金制作栅架，增加了机械强度，提高了耐充性，还有效的防止活性物质脱落，提高了使用寿命。2、干荷蓄电池（1）干荷蓄电池的概念它的全称是干式荷电铅酸蓄电池，它的主要特点是负极板有较高的储电能力，在完全干燥状态下，能在两年内保存所得到的电量，使用时，只需加入电解液，等过2030分钟就可使用。 （2）干荷蓄电池的特点 1）在规定的贮存期内(一般2年)，只要加注符合规定密度的电解液，并调整好液面高度，搁置2h后即可使用，勿需进行初充电。 2）对存储时间超过规定贮存期的干荷电蓄电池，因为极板可能部分氧化，所以在使用前应以补充充电的电流充电5-1Oh后再用。 3）正、负极板都具有干荷电性能。正极板的活性物质是二氧化铅，其化学性比较稳定，荷电性能可长期保持；负极板的活性物质是海绵状铅，因其表面积较大，化学活性较高，易被氧化，故要制成干荷电极板(其制造工艺与普通负极板大不相同)。 4）干荷电蓄电池的补充充电是采用恒电流充电法，充电电流值应为蓄电池额定容量值的1/10。当充电至蓄电池电解液密度在2h内不再上升、端电压上升到1.65V左右、有大量气泡从加液口冒出、电解液密度为1.27-1.29时，表明已充足电，勿需继续充电了。3、胶体电解质蓄电池（1）胶体电解质蓄电池概念胶体电池也是铅酸电池范畴的二次电池。它依然用密度为1.28g/cm3的硫酸水溶液，但在其中添加了Na2OSiO2，电解液呈胶体状-乳白色的凝胶，构成了胶体电解质。胶体的状况会随着温度和电场的作用而变化。（2）胶体电解质蓄电池的特点 1）电解质凝胶化，使电池绝不漏液，且能从一般的以稀硫酸为电解质的电池多灌10-50%的电解质，延长了使用寿命； 2）充电接受能力强，容量衰减慢，能量转换效率高； 3）自放电率小，采用优质合金板栅，超纯电解液； 4）循环寿命长，25正常使用，标准情况下循环次数在480次以上； 5）耐低温在-20状态下的放电，达到常温状态的95； 6）安全可靠，绿色环保。4、碱性电池目前，镍镉电池的应用广泛程度仅次于铅酸蓄电池其比能量可达55Whkg，比功率超过190Wkg，可快速充电，循环使用寿命较长，是铅酸蓄电池的两倍多，可达到2000多次，但价格为铅酸蓄电池的45倍。它的初期购置成本虽高，但由于其在能色量和使用寿命方面的优势，因此其长期的实际使用成本并不高。使用中要注意做好回收工作，以免重金属镉成环境污染。5、钠硫电池钠硫蓄电池也是近期普遍看好的电动汽车菩电池，美国福特汽车公司的Mnivan电动汽车就是使用钠硫蓄电池的。它已被美国先进电池联合体(USMABC)列为中期发展的电动汽车蓄电池，德国ABB公司生产的B240K型钠硫蓄电池，其质量为7.5kg，蓄电量19.2Kwh；比能量达109Whkg，循环使用寿命1200次，装车试验时最好的一辆车无故障地行驶了2300km。钠硫蓄电池主要存在高温腐蚀严重，电池寿命较短。性能稳定性及使用安全性不太理想等问题。6、燃料电池燃料电池是一种将储存在燃料和氧化剂中的化学能通过电极反应直接转化为电能的发电装置。它不经历热机过程，不受热力循环限制，故能量转换效率高，燃料电池的化学能转换效率在理论上可达100，实际效率已达6080，是普通内燃机热效率的23倍。现在应用于电动汽车中的燃料电池是一种被称为质于交换膜燃料电池(PEMFC)，它以纯氢为燃料，以空气成龙为氧化剂。在1993年加拿大温哥华科技展览会上，加拿大的BALLABC公司推出了世界上第一辆以PEMFC电池为动力的电动公共汽车。载客20人，可行驶160km/h，最高速度72.2kmh。德国奔驰汽车公司也研制了以PEMFC电池为动力的电动汽车。7、锌空气电池锌空气电池的潜在比能量在200wh/kg左右。美国DEMI公司为电动汽车开发的锌空气电池的比能量已达160Whkg左右，但它目前尚存在寿命短、比功率小、不能输出大电流及难以充电等缺点。美国的CRX电动汽车装的就是锌空气电池，该车为弥补它的不足，还装有镍镉蓄电池以帮助汽车起运和加速CRX车的锌空气电池组质量为340kg，充足电后可存储45kwh的能量，同时装备CRX的重达159kg的镍锡蓄电池充足电后有4kwh能量。充电12分钟可使CRX电动汽车行驶65km，充电一小时则可行驶160km。小结本次课主要讲解了蓄电池的电动势、内阻、工作特性、充电设备及方法、充电工艺、注意事项等知识点；并介绍了一些新型的蓄电池。单元五交流发电机的结构和控制电路教学目的要求：通过教学掌握交流发电机的结构，掌握交流发电机的工作原理，了解交流发电机的控制电路。主要教学内容：1、交流发电机的结构及工作原理2、交流发电机的控制电路教学重点、难点：1、交流发电机的结构2、交流发电机的控制新课导入汽车蓄电池的容量是有限的，不能满足汽车长途行驶的需要，所以，在汽车上除装有蓄电外，还另装有发电机。它的主要作用是：当发动机电压高于蓄电池电压时，能及时向蓄电池充电，并向全车用电设备（除起动机外）直接供电。汽车交流发电机具有体积小，重量轻，结构简单，维护方便，使用寿命长和低速充电性能好等显著特点，故广泛应用在汽车上而取代直流发电机。 一、交流发电机的功用及分类1、交流发电机的功用发电机是汽车的主要电源，其功用是在发动机正常运转时（怠速以上），向所有用电设备（起动机除外）供电，同时向蓄电池充电。2、交流发电机的分类汽车用发电机可分为直流发电机和交流发电机，由于交流发电机在许多方面优于直流发电机，直流发电机已被淘汰，目前所有汽车均采用交流发电机，交流发电机按照不同的分类方法分为以下几类：按结总体结构分五类（1）普通交流发电机(使用时需要配装电压调节器的发电机) 例JF132 （EQ140用）（2）整体式交流发电机(发电机和调节器制成一个整体的发电机)例别克轿车的发动机上装 配的是CS型发电机（包括CS121、CS130和CS144三种不同的型号）如图：（3）带泵交流发电机(和汽车制动系统用真空助力泵安装在一起的发电机) 例JFZB292发电机。（4）无刷交流发电机(不需要电刷的发电机) 例JFW1913（5）永磁交流发电机(磁极为永磁铁制成的发电机)3、按整流器结构分四类（1）六管交流发电机 例JF1522（东风汽车用）（2）八管交流发电机 例JFZ1542（天津夏利汽车用）（3）九管交流发电机 例（日本日立、三凌、马自达汽车用）（4）十一管交流发电机 例JFZ1913Z（奥迪、桑塔纳汽车用） 4、按磁场绕组搭铁形式两分类（1）内搭铁型交流发电机 磁场绕组的一端（负极）直接搭铁（和壳体相联）（2）外搭铁型交流发电机 磁场绕组的一端（负极）接入调节器，通过调节器后再搭铁。二、交流发电机的构造交流发电机主要由定子、转子、整流装置和传动散热装置等部分组成，如图1发电机的外部结构、图2发电机的内部结构所示。 JF132型交流发电机组件图见图1后端盖2电刷架3电刷4电刷弹簧压盖5硅二极管6元件板（散热板）7转子总成8定子总成9前端盖10风扇11V带轮1、转子转子的功用是产生旋转磁场。转子由爪极、磁轭、磁场绕组、集电环、转子轴组成，见图。转子转子轴上压装着两块爪极，两块爪极各有六个鸟嘴形磁极,爪极空腔内装有磁场绕组 (转子线圈)和磁轭。集电环由两个彼此绝缘的铜环组成，集电环压装在转子轴上并与轴绝缘，两个集电环分别与磁场绕组的两端相连。交流发电机磁路交流发电机的磁路为：磁轭N极转子与定子之间的气隙定子定子与转子间的气隙S极磁轭。转子产生旋转磁场当两集电环通入直流电时（通过电刷），磁场绕组中就有电流通过，并产生轴向磁通，使爪极一块被磁化为N极，另一块被磁化为S极，从而形成六对相互交错的磁极。当转子转动时，就形成了旋转的磁场。2、定子定子的功用是产生交流电。定子由定子铁心和定子绕组成。见图定子铁心由内圈带槽的硅钢片叠成，定子绕组的导线就嵌放在铁心的槽中。定子绕组有三相，三相绕组采用星形接法或三角形（大功率）接法，都能产生三相交流电。三相绕组的必须按一定要求绕制,才能使之获得频率相同、幅值相等、相位互差120的三相电动势。定子绕组（1）每个线圈的两个有效边之间的距离应和一个磁极占据的空间距离相等。（2）每相绕组相邻线圈始边之间的距离应和一对磁极占据的距离相等或成倍数。（3）三相绕组的始边应相互间隔2+120o电角度（一对磁极占有的空间为360o电角度）JF13交流发电机三相绕组绕制结构参数如下：磁极对数p 6对；定子槽数z 36槽定子绕组相数3相；每个线圈匝数N 13匝绕组联结方法 Y型联结3、交流发电机控制电路（1）、交流发电机的外部控制电路（2）、交流发电机内部控制电路（3）、交流发电机发电原理图（4）、发电机电压检测小结通过本次课掌握交流发电机的结构，掌握交流发电机的工作原理，了解交流发电机的控制电路。将重点放在交流发电机的结构和控制电路上。作业1、写出交流发电机的结构组成。2、交流发电机的控制原理是什么？单元六电子电压调节器的控制电路教学目的要求：通过教学掌握交流发电机电子电压调节器的结构，以及控制电路。 主要教学内容：（1）交流发电机电子电压调节器的结构（2）交流发电机电子电压调节器的控制电路教学重点、难点：掌握交流发电机电子电压调节器的结构，以及控制电路。电压调节器的分类电压调节器的基本结构和调压原理电子调节器的控制电路导入新课：由于交流发电机的转子是由发动机通过皮带驱动旋转的，且发动机和交流发电机的速比为173，因此交流发电机转子的转速变化范围非常大，这样将引起发电机的输出电压发生较大变化，无法满足汽车用电设备的工作要求。为了满足用电设备恒定电压的要求，交流发电机必须配用电压调节器，使其输出电压在发动机所有工况下基本保持恒定。一、电压调节器的分类交流发电机电压调节器按工作原理可分为：（1）触点式电压调节器（2）晶体管调节器（3）集成电路调节器（4）电脑控制调节器触点式电压调节器：触点式电压调节器应用较早，这种调节器触点振动频率慢，存在机械惯性和电磁惯性，电压调节精度低，触点易产生火花，对无线电干扰大，可靠性差，寿命短，现已被淘汰。晶体管调节器：随着半导体技术的发展，采用了晶体管调节器。其优点是：三极管的开关频率高，且不产生火花，调节精度高，还具有重量轻、体积小、寿命长、可靠性高、电波干扰小等优点，现广泛应用于东风、解放及多种中低档车型。集成电路调节器：集成电路调节器除具有晶体管调节器的优点外，还具有超小型，安装于发电机的内部（又称内装式调节器），减少了外接线，并且冷却效果得到了改善，现广泛应用于桑塔纳。奥迪等多种轿车车型上。电脑控制调节器：电脑控制调节器是现在轿车采用的一种新型调节器，由电负载检测仪测量系统总负载后，向发电机电脑发送信号，然后由发动机电脑控制发电机电压调节器，适时地接通和断开磁场电路，即能可靠地保证电器系统正常工作，使蓄电池充电充足，又能减轻发动机负荷，提高燃料经济性。如上海别克、广州本田等轿车发电机上使用了这种调节器。电子调节器按所匹配的交流发电机搭铁型式可分为：（1）内搭铁型调节器（原理图）（2）外搭铁型调节器（原理图）电压调节器的基本结构和调压原理（1）电压调节器的基本结构电压调节器的调压原理：当转速升高时，E增大，输出端电压UB升高，当转速升高到一定值时（空载转速以上），输出端电压达到极限，要想使发电机的输出电压UB不再随转速的升高而上升，只能通过减小磁通来实现。又磁极磁通与励磁电流If成正比，减小磁通也就是减小励磁电流If。电子调节器的控制电路双级电磁振动式调节器的基本电路JFT106型晶体管调节器原理图FT111型调节器的电路外搭铁式晶体管调节器基本电路小结本次课主要讲解了电子电压调节器的控制电路，了解了电子电压调节器的种类，掌握其控制电路。作业1、电子电压调节器是如何进行分类的？2、区分内、外搭铁式晶体管调节器基本电路单元七充电系统的性能试验及其故障诊断和排除教学目的要求：通过教学掌握交流发电机的特性试验曲线，以及掌握充电系统的故障诊断和排除方法。主要教学内容：1、交流发电机的特性试验曲线2、充电系统的故障诊断和排除方法教学重点、难点：交流发电机的特性试验曲线，充电系统的故障诊断和排除方法导入新课：交流发电机的工作特点是转速变化范围大，对于一般汽油发动机来说，其转速变化约为1：8，柴油机约为1：5，因此分析汽车用交流发电机的特性必须以转速的变化为基础。交流发电机的特性有输出特性、空载特性和外特性，其中以输出特性最为重要。1、输出特性试验输出特性是指在发电机端电压U不变（对12V系列的交流发电机规定为14V，对24V输出电流与转速之间的关系，即U=常数时，If（n） 的函数关系。由特性曲线I=f（n）可以看出（1）空载转速n1发电机转速小于一定值n1时，对外输出电流为零。当发电机达到额定电压并能对外输出电流时的最小转速为n1，称n1为空载转速。空载转速常用来作为测试发电机性能的参数之一。（2）最大电流Imax发电机输出电流能力随转速的升高而增大，但曲越来越平坦，当转速达到一定值时，无论转速增加多少电流都不再增加，即一定结构的发电机输出最大电流Imax有一定限制。由此可见，交流发电机自身具有限制输出电流防止过载的能力，又称为自我保护能力。交流发电机自我限流的原理交流发电机定子绕组具有一定的阻抗Z，它由绕组的电阻r及感抗XL两部分组成，XL2fL由于XL 与n成正比，故发电机定子绕组的阻抗Z随发电机的车速升高而增加。高速时，由于R与XL相比可忽略不计，故阻抗Z约等于XL，定子阻抗Z与转速n成正比，其值较大，产生较大的内压降。定子电流增加时，由于电枢反应的增强，也会使感应电动势下降。两者共同作用的结果，当发电机的转速升高且负载电流达到最大值时，输出电流几乎不随负载电阻的减小或转速的增加而增大。交流发电机自我限流的原理结论结论:发电机电压（输出）一定时，发电机电流存在最大值。（无论转速多高）即发电机功率存在最大值。限制发电机输出功率，只要限制发电机输出电压即可。限制输出电压后，发电机转速增加，不会出现由于电流过高，烧坏发电机的情况。如果发电机电压过高通常损坏用电设备。（3）额定转速n2 额定电流IA发电机出厂时，通过试验，规定了空载转速与额定转速。在使用过程中，可通过检测这两个数据来判断发电机性能的好坏。2、空载特性试验空载特性是研究发电机在空载运行时，其端电压随转速变化的关系，即I0时， U=f（n）的曲线，如图。发电机达到额定电流IA时的转速定为额定转速，图中用n2表示，额定电流一般定为最大输出电流的23。空载转速与额定转速是测试交流发电机性能的重要依据。3、外特性试验外特性是研究当发电机转速一定时，其端电压与输出电流的关系，即n-=常数时，U=f（I）的曲线，如图所示。从外特性曲线可以看出发电机电压受负载影响的程度：如果发电机在高速运转时，突然失去负载，发电机电压会突然升高，致使发电机及调节器等内部电子元件有被击穿的危险。4、充电系统故障诊断与排除交流发电机充电系常见故障部位如图所示：（1）查发电机驱动带检查驱动带的外观：用肉眼观看应无裂纹或磨损现象，如有则应更换。检查驱动带的挠度：用100N的力压在带的两个传动轮之间，新带挠度约为510mm,旧带约为714mm。（2）检查导线的联接1）接线是否正确；2）接线是否牢靠；（3）发电机输出端接线螺丝必须加弹簧垫。3、检查是否发电（1）观察充电指示灯的熄灭情况：若充电指示灯一直亮着，说明发电机或调节器有故障，也可能是充电指示灯线路有故障，应及时维修。（2）用万用表直流电压档测量电压：在发电机未转动时测量蓄电池端电压，并记录下来，起动发动机并将转速提高到怠速以上转速，测量蓄电池端电压，若能高于原记录，说明发电机能发电，若测量电压一直不上升，说明发电机或调节器有故障，应及时维修。4、发电机拆下解体检修当发现发电机或调节器有故障需要从车上拆下检修时，首先关断点火开关及一切用电设备，拆下蓄电池负极电缆线，再拆卸发电机上的导线接头。关于发电机极调节器的维修、试验请参看实践课堂。小结本节课主要讲解了交流充电系统的性能试验以及所得到的特性曲线，要求掌握其特性曲线法的画法，并且掌握常见故障现象的分析以及排除方法。作业1、画出交流发电机的特性曲线。2、交流发电机在使用中，应定期检查哪些项目，并叙述如何进行检验。单元八典型汽车充电系统电路分析（1）JFT106型晶体管调节器（2）集成电路调节器（3）发动机电脑控制的调节器1、JFT106型晶体管调节器JFT106型调节器属于外搭铁式晶体管调节器，调节电压为138146V，可与14V。750W的外搭铁式九管式交流发电机配套，也可与14V、功率小于1000W的外搭铁式六管交流发电机配套。VT2、VT3接成复合管，目的是提高放大倍数，其作用与前述基本电路中的VT2相同；VT1、VD3、R5的作用与前述基本电路相同；R6、R7、R8是偏流电阻；R4是正反馈电阻，起提高三极管开关速度，提高三极管寿命的作用；R1、R2、R3组成分压器，R3是调整电阻。C1、C1是降频电容，起降低三极管开关频率，提高三极管寿命的作用；VD1是VS1的温度补偿管;VD2是分压二极管，防止VT2、VT3的误导通；VS2起过压保护作用，限定发电机的输出电压不超出某定值，保护汽车上的用电设备不因瞬时过电压二损坏。2、天津夏利轿车发电机使用的集成电路调节器外形图夏利轿车调节器电路连接图磁场电流控制：VT1是大功率三极管，和磁场串联，由集成片IC控制VT1的导通和截止，从而控制磁场电路通断，使发电机电压得到控制夏利轿车调节器电路连接图充电指示灯：充电指示灯串接在VT1集电极上，VT2导通充电指示灯亮，VT1截止充电指示灯熄灭。在集成片IC中有控制VT2导通和截止的电路，控制信号由p点提供，p点提供的是发电机单相电压的交流信号，其信号幅值大小可反映发电机输出电压高低。夏利轿车调节器电路连接图当发电机输出电压低于蓄电池电压时，IC中控制电路使VT2导通，充电指示灯亮，当发电机输出电压高于蓄电池电压时，IC中控制电路使VT1截止，充电指示熄灭。发动机电脑控制的调节器图为广州本田雅阁轿车直列4缸发动机配用的发电机调节器电路图，发电机整流器为八管。调节器为内装式外搭铁型，由发电机电脑控制。在汽车电路中有一个负载检测仪，检测电路中总电流负载大小，送信号导电脑，调节器C接线端子送发电机电压信号到电脑，电脑根据这两个信号判断磁场电路应该接通还是断开，输出控制信号到FR端子，驱动调节器的控制电路，适时地接通和断开磁场绕组电路，以此控制发电机的输出电压。小结本结课主要讲解了典型汽车充电系统电路，并对电路进行分析，要求同学们掌握典型电路。作业1简述交流发电机整流原理。2简述交流发电机各部分功用。38管、9管、11管交流发电机中分别有几只硅整流管二极管？几只励磁二极管？4如何判断交流发电机的搭铁类型？5组成发电机整流器的二极管有何特点？6通常在发电机的输出端（B+）和搭铁端之间并联一个电容器，其作用是什么？7简述电子调节器的工作原理。8简述电动汽车对蓄电池的要求。9充电电流不稳可能的原因是什么？10充电系的故障有哪些？举例说明诊断方法。项目二起动系 单元一起动机的构造与工作原理教学目的要求：通过教学掌握起动机的组成、分类、型号识别、起动性能、工作过程和工作原理。熟悉直流电动机中的通用型和减速型起动机结构特点及工作过程。教学重点、难点：起动机结构、工作原理 主要教学内容：1、起动机的组成、分类和型号2、起动机的起动性能和工作特性3、通用型起动机的构造4、直流电动机5、传动机构6、控制装置7、减速型起动机复习旧课：交流发电机和调节器的使用和维护：1、安装2、使用注意事项3、检查4、零部件检修5、常见故障及修理6、电路分析导入新课：发动机最初的动力来源？一、起动机的组成分类和型号1、组成：直流电动机产生电磁转矩传动装置（啮合机构）起动时，啮合传动；起动后，打滑脱开控制装置（电磁开关）接通、切断电动机与蓄电池之间的电路2、分类（1）按控制装置分为：直接操纵式电磁操纵式（2）按传动机构的啮合方式分为：惯性啮合式已淘汰强制啮合式工作可靠、操纵方便、广泛应用电枢移动式结构较复杂，大功率柴油车齿轮移动式电磁开关推动啮合杆减速式质量体积小，结构工艺复杂3、型号（1）产品代号：QD表示起动机QDJ表示减速起动机QDY表示永磁起动机（2）电压等级：112V；224V（3）功率等级：101KW；212KW ;98KW（4）设计序号（5）变型代号：拼音大写字母表示，多表示电气参数的变化QD122512V，12KW，第25次设计，普通式起动机二、发动机的起动性能和工作特性1、发动机的起动性能评价指标有：（1）起动转矩（2）最低起动转速（3）起动功率（4）起动极限温度1、起动转矩起动机要有足够大的转矩来克服发动机初始转动时的各种阻力。起动阻力包括：（1）摩擦阻力矩（2）压缩阻力矩（3）惯性阻力矩2、最低起动转速（）在一定温度下，发动机能够起动的最低曲轴转速。汽油机一般约为5070r/min，最好70100 r/min以上。（）起动机传给发动机的转速要大于发动机的最低转速：若低于这个转速，汽油泵供油不足，气流速度过低，可燃混合气形成不充分，还会使压缩行程的散热损失和漏气损失增加，导致发动机不能起动。 3、起动功率起动机所具有的功率应和发动机起动所必需的起动功率相匹配。而蓄电池的容量与起动机的容量应成正比P=(450600）P/U4、起动极限温度当环境温度低于起动极限温度时，应采取起动辅助措施：（1）加大蓄电池容量（2）进气加热（3）电喷车低温补偿2、起动机的工作特性1、起动机工作特性图2、分析当I=0时，M=0，所以，P=0，转速n达到最大，n=nmax（起动机空载）；当I=Imax时，n=0，所以，P=0，输出转矩达到最大M=Mmax（起动机制动）。空载和制动的工作情况，常用来检验起动机的故障：空载时转速低于规定值，同时电流大，说明有机械故障；制动实验时，电源电压和电流正常，转矩下降，有电路故障3、影响起动机工作特性的因素（1）蓄电池的容量和充电情况容量大，充电充足，内阻小，供给起动机电流大，起动机的功率、转速、制动力矩都大。（2）起动电路的电阻影响起动机内部电阻和起动线路电阻越大，起动机得输出功率、转速、制动力矩均会降低。（3）环境温度的影响环境温度低时，起动性能不好。三、通用型起动机的构造四、直流电动机1、概述在现代汽车中，普遍采用电力起动，它以蓄电池为电源，以直流电动机为动力，通过传动装置和控制机构进行工作。它在工作时有两个显著特点：一是扭矩大；二是工作时间短。 2、直流串励式电动机结构（1） 作用产生转矩。（2） 要求零件的机械强度高，电路电阻小。（3） 组成：1、电枢产生电磁转矩电枢线圈是用扁铜线绕成，较粗且匝数少；电枢轴中部位置制有螺旋齿槽，用以装置啮合器，有些起动机除两端装有衬套外，中间还装有支承衬套。为了防止轴向窜动，轴的前端制有槽，用于装置锁板机构，轴的后端制有槽，用于装置止动挡圈及弹性档圈。2、磁极由外壳、磁极、磁场线圈等部分组成。外壳内壁装有四个磁极（有些是二个磁极），在其上面装有磁场线圈，相对的是同极，相邻的是异极。磁场线圈用扁而粗的铜线（或小铜线并联的方法）绕成。磁场线圈采用串联或并联，一端与外壳上的绝缘接柱（即磁场接柱）相连，另一端与正电刷相连，线路连接如图所示。由磁极、磁场绕组和机壳组成。磁场与磁路见图。3、电刷组件用铜粉和碳粉（或石墨）压制而成。一般有四个，相对的电刷为同极。两个负电刷搭铁，两个正电刷接磁场线圈，它们在压簧的作用下紧密地与换向器接触。4、换向器和电刷三、直流电动机的工作原理将通电导