汽车电气设备构造与维修

汽车电气设备构造与维修第一页，共103页。汽车电气设备构造与维修2第二页，共103页。绪论重庆礼品公司3第三页，共103页。知识点1、汽车电气在汽车中的地位2、汽车电气设备的发展过程3、汽车电气设备的组成4、汽车电气设备的特点4第四页，共103页。学习重点学习难点汽车电气设备的发展过程汽车电气设备的组成与特点5第五页，共103页。1、汽车电气在汽车中的地位6第六页，共103页。1、汽车由()()()()四部分组成发动机底盘车身电气设备3、汽车电子化成为衡量汽车技术水平和先进性的重要标志2、汽车电气性能好坏直接影响汽车的动力性、经济性、安全性、可靠性、舒适性及废气污染等方面的性能4、汽车电子产品价值占每辆汽车价值20%7第七页，共103页。2、汽车电气设备的发展过程第二阶段（70年代中到80年代中）第三阶段（80年代中到90年代中）第四阶段（90年代中至今）第一阶段（50年代初到70年代初）8第八页，共103页。1894年奔驰碧罗汽车，采用煤油灯作照明。9第九页，共103页。

汽车学院汽车电器构造与维修多媒体课件1902年，美国奥兹莫比尔汽车上采用电气照明灯。10第十页，共103页。第一阶段（50年代初到70年代初）特点：开发分立元件和集成电路组成汽车电子产品举例：集成电路调节器，电子点火器11第十一页，共103页。第二阶段（70年代中到80年代中）特点：发展专用的独立系统举例：电控汽油喷射，制动防抱死系统12第十二页，共103页。第三阶段（80年代中到90年代中）特点：开发综合系统和微机控制举例：汽车夜视系统、电子稳定ESP系统13第十三页，共103页。第四阶段（90年代中至今）特点：开发智能控制技术举例：汽车自动驾驶系统，汽车自动泊车系统14第十四页，共103页。欣赏汽车的配置介绍15第十五页，共103页。电子仪表监视报警电子导航自动空调16第十六页，共103页。自发光时仪表盘17第十七页，共103页。电动天窗18第十八页，共103页。电动座椅19第十九页，共103页。车载冰箱20第二十页，共103页。电子导航21第二十一页，共103页。倒车显示屏22第二十二页，共103页。双区自动空调23第二十三页，共103页。3、汽车电气设备的组成24第二十四页，共103页。电源蓄电池发电机电气设备（用电设备）起动机点火系统照明与信号灯仪表、报警灯辅助电气设备配电装置中央接线盒、保险装置、控制开关、导线和接插件等。汽车电气设备25第二十五页，共103页。返回26第二十六页，共103页。起动机返回27第二十七页，共103页。电喇叭28第二十八页，共103页。电流表电压表29第二十九页，共103页。继电器返回30第三十页，共103页。4、汽车电气设备的特点31第三十一页，共103页。汽车用电设备的额定电压有12V、24V两种。汽油车普遍采用12V电源，而大型柴油车多采用24V电源。主要是因为给蓄电池充电时必须用直流电，所以汽车电源必须直流电。

电源到用电设备只用一根导线连接。节省导线、线路清晰、安装检修方便，用电设备不需与车体绝缘。

蓄电池的一个电极须接到车架上，俗称“搭铁”。将蓄电池的负极接到车架上，称为“负极搭铁”。

低压直流单线制负极搭铁32第三十二页，共103页。双电源

与设备并联连接负极搭铁汽车电系特点蓄电池：辅助电源，在汽车未运转时向有关用电设备供电；发电机：主电源，当发动机运转到一定转速后，发电机转速达到规定的发电转速，开始向有关用电设备供电，同时对蓄电池进行充电。汽车上的各种用电设备都采用并联方式与电源连接，每个用电设备都由各自串联在其支路中的专用开关控制，互不产生干扰。33第三十三页，共103页。课堂作业1、汽车电气设备由（）（）（）三部分组成2、汽车上有（）个电源，分别是（）和（）3、汽车电气设备的特点是什么？34第三十四页，共103页。汽车电器的主要组成部分有哪些？2.汽车电器系统的特点是什么？复习思考题35第三十五页，共103页。铅蓄电池的构造铅蓄电池的工作原理与特性铅蓄电池的容量及其影响因素铅蓄电池的使用与维护铅蓄电池的常见故障及排除方法第一章铅蓄电池36第三十六页，共103页。第一节铅蓄电池的构造

37第三十七页，共103页。一、铅蓄电池的功用1、汽车电源铅蓄电池和发电机并联，共同为汽车用电设备供电，通常称为汽车电源。其电路如下图38第三十八页，共103页。1）起动发动机时，向起动系和点火系供电。2）当发电机过载时，协助发电机、与发电机并联向用电设备供电。3）当发动机低速转动、发电机不发电或电压较低时，向用电设备供电。4）发电机电压高于蓄电池电压时，利用发电机剩余的电流对蓄电池进行充电5）蓄电池还吸收电路中的瞬时过电压，保持汽车电气系统电压的稳定，保护电子元件。

2、铅蓄电池功用39第三十九页，共103页。铅蓄电池的型号由五部分组成串联单格电池数－电池类型和特征－额定容量和特殊性能

序号12345产品特征干荷电湿荷电免维护少维护胶质电解液代号AHWSJ汉语拼音qidong（起动）的缩写，表示起动蓄电池，以区别于拖动蓄电池二、蓄电池规格型号6个单格G：高起动率S：塑料外壳D：低温起动

额定容量为60A•h如：6—QA—60S

普通型不标，有两种特征时，应按顺序将代号并列标记40第四十页，共103页。课堂练习6-QA-100S的含义？答：是6个单格电池，额定电压12伏，额定容量100A•h，干荷电式塑料外壳起动型铅蓄电池。6-Q-105的含义？答：是6个单格电池，额定电压12伏，额定容量105A•h，普通起动型铅蓄电池。6-QAW-100的含义？答：是6个单格电池，额定电压12伏，额定容量100A•h，干荷电式免维护起动型铅蓄电池。41第四十一页，共103页。

1、极板

2、隔板

3、电解液

4、外壳

5、接线柱

6、联条三、普通铅蓄电池的构造42第四十二页，共103页。

铅蓄电池一般由3个或6个单格电池串联而成，每个单格电池标称电压为2V,3格串联为6V。结构如图所示：

铅蓄电池构造43第四十三页，共103页。外壳衬套正极柱联条加液孔螺塞负极柱负极板隔板隔板隔板负极板封口料防护片正极板凸筋正极板电解液44第四十四页，共103页。极板—由栅架和活性物质组成。极板分正极板和负极板正极板：二氧化铅（PbO2),棕红色负极板：海绵状纯铅（Pb）,深灰色1、极板45第四十五页，共103页。

极板组极板组分正极板组和负极板组。为了增大蓄电池的容量，将多片正、负极板分别并联，用横板焊接，组成正、负极板组，横板上联有极柱（如图）。注意：

负极板比正极板多一块。46第四十六页，共103页。47第四十七页，共103页。隔板：在正、负极板间起绝缘作用，可使电池结构紧凑。

A、隔板有许多微孔，让电解液畅通无阻。

B、隔板一面平整，一面有沟槽。沟槽面对着正极板。使充放电时，电解液能通过沟槽及时供给正极板，当正极板上的活性物质PbO2脱落时能迅速通过沟槽沉入容器底部。2、隔板48第四十八页，共103页。电解液：用纯硫酸和蒸馏水按一定的比例配制成配制成的电解液比重一般在1.24～1.30g/cm3之间。对电解液浓度的选择见表1－2。

3.电解液49第四十九页，共103页。材料：硬橡胶、塑料两种。外壳上有联条和加液孔

4.壳体50第五十页，共103页。普通铅蓄电池首尾两极板组的横板上焊有接线柱；接线柱形状有侧孔形、圆锥形和L形；正接线柱上或旁边标有“+”或“P”记号，负接线柱上或旁边标有“-”或“N”记号。5.接线柱51第五十一页，共103页。联条：串联各单格电池，材料为铅。硬橡胶外壳蓄电池的联条位于电池上方；塑料外壳蓄电池采用穿壁式联条。蓄电池一般都由3个或6个单体电池串联而成，额定电压分别为6V或12V。单体电池的串接方式一般有传统外露式、穿壁式和跨越式三种方式，（如图）6.联条52第五十二页，共103页。53第五十三页，共103页。四、新型铅蓄电池的类型和结构

普通铅蓄电池：优点：内阻小、起动输出电流大、电压稳定、工艺简单、造价低廉不足:自行放电严重，失水量大，极柱腐蚀严重，使用寿命较短一、免维护蓄电池—第二代铅蓄电池MF蓄电池(即英文Maintenace—Free)

在合理的使用期限内不需添加蒸馏水目前使用较广的新型铅蓄电池主要有：干荷电式蓄电池、湿荷电式蓄电池、少维护蓄电池、免维护蓄电池等54第五十四页，共103页。免维护蓄电池的结构特点

极板栅架采用铅钙锡合金制成，消除了锑的副作用；采用袋式聚氯乙烯隔板，可避免活性物质脱落、极板短路；采用新型安全通气装置；55第五十五页，共103页。免维护蓄电池的性能特点

与普通蓄电池相比有如下一些优点：1)使用中不需加注蒸馏水或很少加注蒸馏水。2)自行放电少，容量保持时间长。3)使用寿命长。4)接线极柱腐蚀小。5)内阻小、起动性能好。缺点:极板制造工艺复杂，价格高。56第五十六页，共103页。二、智慧型蓄电池---第三代铅蓄电池低锑、耗水少、自放电少，终生不用加水，寿命长；微电子技术EMC能量管理控制器控制；双电池系统—起动电池、辅助电池57第五十七页，共103页。第二节铅蓄电池的工作原理与特性铅蓄电池的基本工作原理铅蓄电池的工作特性58第五十八页，共103页。PbO2(正极板)+Pb(负极板)2H2SO4(电解液)2PbSO4(正、负极板)2H2O(电解液)+放电充电+

一、铅蓄电池的基本工作原理59第五十九页，共103页。1.铅蓄电池电压的形成当铅蓄电池的正、负极板浸入电解液中时，在正、负极板间就会产生约2.1V的静止电动势。2．铅蓄电池的放电过程（是化学能转变为电能的过程）若在正、负极板间接入负载，在电动势的作用下，电流就会从蓄电池的正极经外电路流向蓄电池的负极，这一过程称为放电。

放电时，正极板上的PbO2和负极板上的Pb，都与电解液中的H2SO4反应生成硫酸铅（PbSO4），沉附在正、负极板上。电解液中H2SO4不断减少，密度下降。

60第六十页，共103页。理论上，放电过程可以进行到极板上的活性物质被耗尽为止，但由于生成的PbSO4沉附于极板表面，阻碍电解液向活性物质内层渗透，使得内层活性物质因缺少电解液而不能参加反应，因此在使用中被称为放完电蓄电池的活性物质利用率只有20％～30％。因此，采用薄型极板，增加极板的多孔性，可以提高活性物质的利用率，增大蓄电池的容量。61第六十一页，共103页。

3．铅蓄电池的充电过程（是电能转换为化学能的过程）

充电时，蓄电池的正、负极分别与直流电源的正、负极相连，当直流电源的端电压高于蓄电池的电动势时，在电场的作用下，电流从蓄电池的正极流入，负极流出，这一过程称为充电。

充电时，正、负极板上的PbSO4还原成PbO2和Pb，电解液中的H2SO4增多，密度上升。62第六十二页，共103页。

当充电接近终了时，PbSO4已基本还原成PbO2和Pb，这时，过剩的充电电流将电解水，使正极板附近产生O2从电解液中逸出，负极板附近产生H2从电解液中逸出,电解液液面高度降低。因此，铅蓄电池需要定期补充蒸馏水。铅蓄电池的充电63第六十三页，共103页。4、过充电当充电接近结束时，极板上的PbSO4已基本转化完毕；继续充电则会发生电解水的化学反应，即：2H2O=2H2+2O2结果：a.产生大量气体冲击极板；

b.电解液中水减少；

c.氢气和氧气遇明火会燃烧甚至爆炸；应避免长时间过充电。第六十四页，共103页。1、静止电动势既不充电，也不放电时，正负极板之间的电位差；充电后电动势可达2.15V，放电后降低到约1.97V。2、内阻内阻大小反应了蓄电池带负载的能力；充电后内阻减小，放电后电阻增大。二、铅蓄电池的工作特性第六十五页，共103页。3、放电特性含义终止电压终止电压对应的状态叫做放电终了4、充电特性含义过充电阶段端电压不再上升为了保证蓄电池充分充电，一般需要过充电2~3小时第六十六页，共103页。第三节铅蓄电池的容量及其影响因素一、容量1、额定容量：a.含义

b.单位：A*h。2、储备容量：

a.含义

b.单位：分钟3、低温起动电流：

a.含义

b.单位：A第六十七页，共103页。二、影响容量的因素铅蓄电池容量的大小，标志着其供电能力的大小1、构造因素对容量的影响2、使用因素对容量的影响（见教材P16）（1）放电电流的影响（见教材P16）（2）电解液温度的影响（见教材P16）（3）电解液相对密度的影响（见教材P16）第六十八页，共103页。第四节铅蓄电池的使用和维护铅蓄电池的使用和维护铅蓄电池的充电新型铅蓄电池的使用及检测69第六十九页，共103页。70三抓1.抓及时、正确充电定期补充充电，放电程度，冬季不超过25%，夏季不超过50%；2.抓正确使用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；3.抓清洁保养及时清除蓄电池表面的酸液，经常疏通通气孔一、蓄电池的使用与维护第七十页，共103页。71五防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。第七十一页，共103页。72蓄电池使用中技术状况的检查

汽车每行驶1000km，或冬季行驶10—15天，夏天行驶5—6天，需对蓄电池进行下列检查：1．电解液液面高度的检查

电解液液面应高出极板10—15mm，电解液不足时应加注蒸馏水。

第七十二页，共103页。732．蓄电池放电程度的检查

（1）用电压表测试：开路电压与充电状态关系，应先清除蓄电池的表面电荷（2）用密度计测量电解液密度；图1-18；电解液密度与放电程度关系①换算到标准温度：γ25℃＝γt＋β（t－25）②在强电流放电和加注蒸馏水后，不应立即测量电解液密度。③免维护蓄电池使用充电状况指示器——内装式密度计。图1-12（3）用高率放电计测量放电电压高率放电计由一个3V电压表和一个能通过数百安培电流的定值负载电阻组成单格电池高率放电计，图1-19，放电程度新式12V高率放电计：图1-19第七十三页，共103页。2023/4/1874开路电压与充电状态关系第七十四页，共103页。2023/4/1875测定单格电压与放电程度关系第七十五页，共103页。蓄电池电解液密度与放电程度的关系单位：g/cm3

第七十六页，共103页。2023/4/1877第七十七页，共103页。2023/4/1878第七十八页，共103页。2023/4/1879第七十九页，共103页。803．蓄电池正负极识别

蓄电池的极柱上一般都标有“十”、“一”记号；或正极柱上涂红色。如果标记模糊不清，可用下述方法进行识别：

A.观察极柱的颜色，使用过的蓄电池正极柱呈深棕色，负极柱呈淡灰色。

B.用直流电压表接蓄电池的两极，按照指针偏摆方向判断其正负极。

C.利用电解液进行识别，将蓄电池的两极接上导线，分别插入电解液中(不要使两导线相碰)导线周围产生气泡多的为负极。

第八十页，共103页。1．新蓄电池的储存；

储存室要干燥、清洁、通风、5～40度室温放置；不挤压、密封加液孔和通气孔；远离热源和有害气体；不能倒置、但不能超过期限2．使用过的蓄电池的长时间储存；（干储存）

先充足电，然后放完电；倾倒出电解夜，用蒸馏水洗净，晾干后，密封加液孔、通气孔。3．

带电解液的蓄电池的储存。（湿储存）

充足电，每隔1～2个月补充充电一次蓄电池的储存第八十一页，共103页。新电池的启用1、普通蓄电池：清洁表面；除去密封；注入电解液；浸泡4～8h；初充电。2、干荷蓄电池：清洁表面；除去密封；注入电解液；浸泡0.5h。（若存放时间超过2年，应补充充电）第八十二页，共103页。定流充电定压充电快速充电(脉冲充电)一、充电方法

1)定流充电在充电过程中，充电电流保持一定的充电方法放大83第八十三页，共103页。缺点：充电时间长；需要经常调节充电电流84第八十四页，共103页。2)定压充电充电过程中，电源电压U始终保持不变的充电方法缺点：不能调节充电电流，不适于初充电、去硫充电85第八十五页，共103页。(3)脉冲快速充电脉冲快速充电，可极大地克服充电过程中所产生的极化现象，有效地提高充电效率。缺点：对活性物质冲刷力强，活性物质易脱落。86第八十六页，共103页。初充电补充充电快速脉冲充电去硫充电二、充电的种类87第八十七页，共103页。操作步骤是：（1）加注电解液（加注前，电解液温度不得超过30℃），放置4-6h，使极板浸透，并调整液面高度至规定值。（2）将蓄电池的正、负极接入充电机的正、负极。（3）两阶段恒流充电法充电时，第一阶段充电电流为额定容量的1/15，待电解液中有气泡冒出、单格电池电压达2.4V时，转入第二阶段，将电流减小一半，直至蓄电池充足电为止。1．初充电

对新的或更换极板后的蓄电池进行的第一次充电。88第八十八页，共103页。（4）充好电的蓄电池应检查电解液的密度，如不符合规定，应用蒸馏水或1.4g/cm3的稀硫酸进行调整，并调整液面高度至规定值。调整后，再充电2h，直到电解液密度符合规定为止。

注意事项：当温度超过40℃时，应将电流减半，如温度继续上升达45℃时，应停止充电，待冷却至35℃以下时再充电。89第八十九页，共103页。蓄电池型号

额定容量

C20（A·h）

额定电压（V）

初

充

电

补

充

充

电

第

一

阶

段第

二

阶

段

第

一

阶

段第

二

阶

段电流（A）时间（h）电流（A）时间（h）电流（A）时间（h）电流（A）时间（h）3-Q-75756530~402.525~307.510~123.753~53-Q-90906630~40325~30910~124.53~53-Q-1051056730~403.525~3010.510~125.253~56-Q-606012430~40225~30610~1233~56-Q-757512530~402.525~307.510~123.753~56-Q-909012630~40325~30910~124.53~590第九十页，共103页。

一般汽车用蓄电池应每隔1～2个月从车上拆下来进行一次补充充电。使用中，如发现下列现象之一时，必须及时进行补充充电：（1）电解液相对密度降至1.15g/cm3以下时；（2）冬季放电量超过25％，夏季超过50％时；（3）前照灯灯光比平时暗淡，起动无力时；（4）单格电池电压降到1.70V以下时。2.补充充电对使用中的蓄电池在无故障的前提下，为保持或恢复其额定容量而进行的正常的保养性充电。91第九十一页，共103页。充电方法：先按补充充电的方法将蓄电池充足电，停歇1h后，再以减半的充电电流值进行过充电至沸腾，再停歇1h后，重新接入充电，如此反复，直到蓄电池刚接入充电时，立即沸腾为止。3．循环锻炼充电为了避免使用中的铅蓄电池极板硫化的一种预防性充电，汽车用铅蓄电池每隔三个月进行一次。92第九十二页，共103页。

（1）将铅蓄电池按20h放电率，放电至单格电池电压降至1.75V为止。（2）倒出电解液，用蒸馏水反复冲洗几次，加入蒸馏水至规定的液面高度，用初充电第二阶段充电电流进行充电，当电解液密度增大到1.15g/cm3时，再将电解液倒出，加入蒸馏水，继续充电，反复多次，直至电解液密度不再上升为止。（3）换用正常密度电解液，按初充电方法将蓄电池充足电。（4）用20h放电率放电，检查容量，若其输出容量达额定容量80％以上，可装车使用，若达不到，更换蓄电池或修理。

4．去硫充电消除铅蓄电池极板的轻度硫化。93第九十三页，共103页。第五节蓄电池的常用故障及排除方法极板硫化活性物质自行放电94第九十四页，共103页。

蓄电池的常见故障有：蓄电池的外部故障有：

外壳裂纹极柱松动封胶干裂蓄电池的内部故障有：

极板硫化、活性物质脱落、极板栅架腐蚀、极板短路、自放电、极板拱曲。第九十五页，共103页。一、极板硫化

产生疏化的主要原因：