汽车蓄电池的选择与应用

汽车蓄电池的选择与应用

1负荷值校核根据车辆总负荷，选择和测试主要设备的总负荷，并根据总负荷值对电池和机械设备进行选择和试验。同时,应用经验公式对本车一些重点电路的保险丝、线束及仪表参数进行计算和设定。2河北风力机型起动机发动机汽车蓄电池是为整车提供和储存电能的电化学装置。它在起动发动机期间为起动机提供电源,在发动机停转或低速运转时给汽车电器设备提供电源,在负载超过充电系统输出时,它也将与发电机一同为整车供电,同时它还起到为整车电气系统稳定电压的作用。因此,它对汽车的正常行驶起着非常重要的作用。蓄电池的选择主要是考虑汽车的冷起动性能,还应考虑电气设计的通用性等因素。该轻型卡车发动机基本参数是:车型:HFC***;发动机型号:4DA1-1;发动机排量:2.771L;起动机功率:2.8kW;车辆用途:货运;怠速转速:750r/min;最高车速:105km/h;常用车速:80～85km/h;最高车速下的发动机转速:3600r/min;常用车速下的发动机转速:1850～1970r/min;发电机与发动机传动比:2.3;怠速提高后发动机转速:1000r/min。根据起动机的功率,由经验公式确定的蓄电池容量为Qe=(612~816)PU(1)Qe=(612~816)ΡU(1)其中,P为起动机功率;U为起动机额定电压。对于大功率起动机,可取较小参数,即Qe=612PUQe=612ΡU根据计算,Qe=612×2.8/12=142。低温时,由于发动机机油变稠而摩擦力增大,导致起动困难,为保证汽车能在低温下顺利起动,需核对蓄电池与起动机的冷起动电流。通过发动机低温起动试验,得出该款起动机在-30℃时的冷起动电流为247A(试验数据)。由文献,根据试验所得247A的冷起动电流值,结合公司帅铃Ⅰ代所用河北风帆军用蓄电池,其容量为360kC,该型号蓄电池冷起动电流为350A,大于247A的冷起动试验电流值,目前已批量出口俄罗斯等极寒冷地区,使用效果良好。从产品设计的通用性考虑,所以沿用此容量为360kC的电瓶。3资本特性对常工作的影响总负载的计算:交流发电机是汽车用电器的主要电源,它对汽车上除起动机以外的一切用电设备供电,并向蓄电池充电。因此,选择合适的发电机对整车电气系统的正常工作有着至关重要的意义。发电机的功率应能保证汽车行驶时所有用电器的正常使用。帅铃Ⅱ轻卡(HFC1040K2)主要用电器功率,见表1所列。此轻型卡车使用非独立式空调,根据卡车的乘坐人数要求不超过3人估算,本卡车大约需要制冷量为3.7kW,估算用电量:压缩机离合器功耗25W+鼓风机120W+蒸发风机48W=193W,所需电流I=P/U=193/12≈16AΙ=Ρ/U=193/12≈16A本文介绍以下几种情况下汽车所需的最大用电量。3.1所需电流i计算考虑在夜间,汽车停在路上,所有车灯全部打开:前雾灯(55×2)W+后雾灯25W+制动灯50W+倒车灯(20×2)W+远光灯120W+小灯50W+CD机110W+顶灯10W+转向灯104W+其他30W=649W,所需电流I=P/U=649/12=54A,加上空调共需用电54+16≈70A。3.2电流的增加量约束应在怠速状态下打开前雨刮及电喇叭。前雨刮60W+电喇叭42W=102W增加电流I=P/U=102/12=8.5A即该状况下所需电流为70+8.5=78.5A70+8.5=78.5A3.3所需电流的计算考虑在夜间,汽车停在路上,所有车灯全部打开。前雾灯(55×2)W+后雾灯25W+制动灯50W+倒车灯(20×2)W+远光灯120W+小灯50W+CD机110W+顶灯10W+转向灯104W+其他30W=649W,所需电流I=P/U=649/12=54A,加上鼓风机共需用电54+120/12≈64A。3.4发电机的发电特性应在怠速状态下打开前后雨刮及电喇叭。前雨刮60W+电喇叭42W=102W增加电流I=P/U=102/24=8.5A即该状况下所需电流为64+8.5=72.5A64+8.5=72.5A由以上4种情况可知,只要能保证汽车夏天的空调供应,即可满足发电机的用电量。考虑上述情况均为用电器全开的情况,而事实上汽车的前雾灯(55×2)W+后雾灯25W+制动灯50W+倒车灯40W+前雨刮60W+电喇叭42W=327W,即只有27A的电流并不是时时需要,选择发电机时可适当降低上述的计算值。综上所述,发电机应在汽车处于怠速状态下发出电流43A,正常行使情况下发出电流51.5A。60A、12V发电机特性曲线,如图1所示(标准输出特性曲线,热态,室温20℃)。经过怠速提高,怠速时发电机转速为:发动机怠速转速×发电机与发动机传动比=1000×2.3=2300r/min。汽车以常用车速行驶时,发电机转速为:发动机转速×发电机与发动机传动比=1850×2.3～1970×2.3=4255～4531r/min。由图1可以看出,发电机的发电状况,见表2所列。综上所述,确定60A发电机可以满足汽车在任何情况下的电力需求。4线束设计4.1单元电路的输出参数整车电器额定功率,见表3所列。4.2空调线束的发热因发电机的电流60A,根据文献可确定充电回路电线截面为16mm2,可采用2根8mm2的导线并用。根据文献规定,黄色的易熔线保护横截面积为8mm2的导线,额定电流30A,所以充电回路采用2根1.5mm2长度100±10mm标记为黄色的易熔线。考虑整车的用电情况,总电源线采用16mm2,可用2根8mm2的导线并用。注意,在底盘线束中的电源线不为空调提供电源,空调电源线应从发电机B+端子取。线束的设计,根据用电器的额定功率,计算流经线束的电流,然后根据导线的电流选择保险丝的规格和导线截面。为保证线束安全,线束发热有以下关系,即Q=I2×R×T(2)Q=Ι2×R×Τ(2)其中,Q表示发热量;I表示通过线的电流;R为险阻。而R=ρ×(L/S)(3)其中,L为线长;S为线的横截面积;ρ为电阻率,与线的材料有关,汽车电器线束都为铜丝。将(3)式代入(2)式,得Q=I2×ρ×(L/S)×T=(ρ×I2×L×T)/S(4)Q=Ι2×ρ×(L/S)×Τ=(ρ×Ι2×L×Τ)/S(4)由(4)式可知,在同等时间条件下T不变,单个线束回路的发热量与线束的横截面积(线径)成反比,为保证不烧线,电流越大,线径越大。保险丝选定后,其下游线束一般有以下经验关系:本车电喇叭所选保险为5A,其导线截面选0.5mm2;仪表所选保险为10A,其导线截面选0.75mm2;压缩机所选保险为15A,其导线截面选1.5mm2。4.3整车继电器保险丝的选择综合各用电器的额定功率,额定电流=额定功率/额定电压;根据保险丝额定容量选用的关系:熔断器额定容量=电路最大工作电流÷70%。选取保险丝大小时,通常以计算值按5A、10A、15A、20A、30A取整选用。整车电器保险丝匹配,见表4所列。另外,表4中序号20为排辅制动:排气辅制动电磁阀电阻为20Ω,电流为12/15=0.8A,冲击电压为额定电压的3～5倍,最大冲击电流为0.8×5=4A。熔断器额定容量=电路最大工作电流÷70%=5.7A,取整为10A。序号21为预热:预热继电器控制端电源的最大冲击电流为3A,熔断器额定容量=电路最大工作电流÷70%=4.4A,取整为5A。与排辅制动共用保险15A。序号22为起动:起动继电器控制端电源的最大冲击电流为5A,熔断器额定容量=电路最大工作电流÷70%=7.2A,取整为10A。5组合设备的选择5.1设备功能和结构的调整(1)表5显示了设备的指示，表5(2)表6显示了主要部件的确定和安装5.2根据混合计算的公里数表车速里程表:用来指示汽车速度和累计汽车行驶里程数的仪表。5.2.1结构形式全电子式(数字显示式):采用电子里程表传感器,步进电机驱动。5.2.2车速里程表含旋转轴(1)车速里程表标度盘应位于驾驶员的直接视野以内,且昼夜都能清晰易读。(2)车速表指示车速范围,应能包容制造厂对该型汽车给出的最大车速。(3)车速表的速度单位以km/h表示。在20km/h以上至上限速度值之间,其分度值应表示成1km/h、5km/h、10km/h中的任一种,标度盘上标明的车速值应为20km/h的倍数。(4)标度盘上的分度线、符号、数字及其他标志必须清晰、完整。(5)车速里程表不工作时,指针轴线应位于起始分度线范围内。(6)车速里程表用于记录行驶里程数字轮上的数字,必须完整地排列在里程计数窗口内,且表示整数里程和小数里程数字的颜色应能明显辩别,出厂时里程累计不得超过10km。(7)指示状态:对指针式车速里程表,当速度平稳变化时,车速里程表指针运动应平稳,里程计数器应能有效翻转,不得有卡住现象。在任意恒定的速度下,车速里程表指针在大于20km/h至上限值80%的速度范围内,其摆动范围不得超过2km/h。对数字显示式车速里程表,当速度平稳变化时,其显示应相应变化,数字在跳动过程中的保留时间为0.8～2s。在任意恒定的速度下,车速里程表显示值的变化范围不得超过1km/h。5.2.3车速表指示车速本车参数为:后桥速比:6.142;变速器主被齿速比:1∶4;轮胎半径:0.3875m。计算得里程表速比为:(1000×6.142)/2×3.14×0.3875×4=631。根据文献,选择通用性好的取值,为1∶637。车速表指示车速不得低于实际车速,在文献规定的试验车速下,并在这些车速之间,其指示车速与实际车速之间应符合下列关系式,即0≤V1−V2≤V2/10+40≤V1-V2≤V2/10+4其中,V1为指示车速;V2为实际车速。车速对照表,见表7所列。5.2.4指示范围指示里程表指数:小计里程为999.9;累计里程为999999.9。5.3报警系统要求3801910D800组合仪表总成,其基本参数要求见表8所列。3801910D800仪表各报警指示系统符合文献。仪表采用:DJY7121-1.6-20;DJY7141-1.6-20;DJY7121A-1.6-20复合插座。5.4增加在不同车速下的调查(1)用以测量汽车车速的试验仪器,误差不得超过1.0%。(2)车速表应在40kg/h、80kg/h、1