《汽车电器与电子控制技术》课件汇 1.概述 -7.汽车电器辅助设备

汽车电器与电子控制技术第1章绪论知识要点掌握程度相关知识汽车电器与电子控制系统的发展、分类了解汽车电器与电子控制系统的发展历程掌握汽车电器与电子控制系统的分类汽车电器与电子控制系统的发展现状、汽车电气设备、汽车电子控制系统汽车电器与电子控制系统的特点掌握汽车电器与电子控制系统的特点低压直流、单线制、负极搭铁、用电设备并联汽车电子控制系统的发展了解汽车电子控制系统的发展趋势汽车电子控制系统的集成化、电动化、网联化、智能化以及共享化【本章教学要点】1.1汽车电器与电子控制技术的发展趋势1.2汽车电器与电子控制技术的分类1.3汽车电器与电子控制技术的特点1.4汽车电子控制技术的发展趋势1.第一阶段1.1汽车电器与电子控制技术的发展现状20世纪50年代初期~70年代末，即汽车电子控制技术的初级发展阶段。采用分立电子元件或集成电路组成的电子控制器进行控制。具有代表性的技术有电子收音机、硅整流车用交流发电机、晶体管式电压调节器、晶体管无触点电子点火系统和电子控制燃油喷射系统等。第一辆内燃机车.mp42.第二阶段1.1汽车电器与电子控制技术的发展现状20世纪70年代末~90年代中期，即汽车电子控制技术的大发展阶段。

具有一定综合性的汽车电子控制系统。代表性技术有发动机电子控制系统、防抱死制动系统、电子控制自动变速系统、牵引力控制系统、安全气囊、电控悬架系统、电控动力转向控制系统、四轮转向控制系统、巡航控制系统、前照灯光束自动控制系统、故障自诊断系统等。汽油发动机喷射系统的发展20世纪30年代用于军用飞机上，1954年德国奔驰公司在奔驰300SL上装了机械式汽油喷射系统（K型）；

20世纪60年代在K型的基础上发展了机电组合式汽油喷射系统（KE型）；

20世纪60年代后期，随着电子技术的发展，德国BOSCH公司研制出电控燃油喷射系统（EFI）。Bosch公司电控燃油喷射系统的发展过程燃烧过程.mp4福特Eocboost直喷加增压.flvAudiquattro®全时四轮驱动技术3.第三阶段1.1汽车电器与电子控制技术的发展现状20世纪90年代中期~至今，车载网络控制阶段，即采用车载网络技术对汽车电器与电子控制系统进行控制，是汽车电子控制技术向网络化、集成化方向发展的阶段。目前，电控单元ECU网络化的多路集中控制系统是汽车电器线束分布方式和电子控制系统控制技术必然的发展方向。1.1汽车电器与电子控制技术的发展趋势1.2汽车电器与电子控制技术的分类1.3汽车电器与电子控制技术的特点1.4汽车电子控制技术的发展趋势1.2.1汽车电气设备1.2.2汽车电子控制系统1.2汽车电器与电子控制技术的分类1.2.1汽车电气设备1.2汽车电器与电子控制技术的分类主要由供电系统、检测装置、配电装置和用电设备四部分组成。1.2.1汽车电气设备1.2汽车电器与电子控制技术的分类1.供电系统供电系统包括蓄电池、交流发电机及其电压调节器等。交流发电机是汽车的主电源，蓄电池是辅助电源。

交流发电机与蓄电池并联工作。

交流发电机配有电压调节器，其主要作用是当发电机转速和负荷变化时，自动调节发电机电压，使之保持稳定。1.2.1汽车电气设备1.2汽车电器与电子控制技术的分类2.检测装置包括各种电器检测仪表和检测传感器，如机油压力表、温度表、燃油量表、车速里程表、发动机转速表和自检装置，用来监视发动机和其他装置的工作情况。1.2.1汽车电气设备1.2汽车电器与电子控制技术的分类3.配电装置包括中央配电盒、电路开关、保险装置、插接件和导线等。1.2.1汽车电气设备1.2汽车电器与电子控制技术的分类4.用电设备(1)起动系统：用于起动发动机。

(2)点火系统：产生电火花，点燃可燃混合气。

(3)照明、信号及数字仪表显示系统(4)附属电器设备1.2.1汽车电气设备1.2.2汽车电子控制系统1.2汽车电器与电子控制技术的分类1.2.2汽车电子控制系统1.2汽车电器与电子控制技术的分类根据汽车总体结构的分类，汽车电子控制系统分为发动机电子控制系统、底盘电子控制系统和车身电子控制系统三个部分。1.2.2汽车电子控制系统1.2汽车电器与电子控制技术的分类1.发动机电子控制系统发动机电子控制系统包括燃油喷射控制、点火控制、怠速控制、废气再循环控制、爆燃控制、故障自诊断系统等。

发动机电子控制系统能最大限度地提高发动机的动力性，改善发动机的经济性，尽可能降低汽车尾气中有害物质的排放量。1.2.2汽车电子控制系统1.2汽车电器与电子控制技术的分类2.底盘电子控制系统底盘电子控制系统包括防抱制动控制、牵引力控制、电子控制自动变速器、电控悬架、电控动力转向控制和四轮转向控制等。4WS；TPMS；ASR；ESP；EPS1.2.2汽车电子控制系统1.2汽车电器与电子控制技术的分类3.车身电子控制系统车身电子控制系统包括空调控制、车辆信息显示、灯光控制、门锁控制、电动车窗与电动后视镜控制、电动座椅控制、安全气囊与安全带控制、防盗与防撞安全系统、巡航控制系统、汽车音响控制、车内噪声与通风控制、汽车内部之间、以及汽车与外界进行信息传输等系统和设备。1.1汽车电器与电子控制技术的发展趋势1.2汽车电器与电子控制技术的分类1.3汽车电器与电子控制技术的特点1.4汽车电子控制技术的发展趋势1.3.1低压直流1.3.2单线制1.3.3负极搭铁1.3.4用电设备并联1.3汽车电器与电子控制技术的特点1.3.1低压直流1.3汽车电器与电子控制技术的特点汽车电器系统采用低压直流供电，柴油车大多采用24伏直流供电，汽油车大都采用12伏直流电压供电。电源42V趋势(ISA/ISG技术)1.3.2单线制1.3汽车电器与电子控制技术的特点单线制，是利用汽车发动机和底盘、车身等金属机件作为各种用电设备的共用连线（俗称搭铁），而用电设备到电源只需另设一根导线。

任何一个电路中的电流都是从电源的正极出发，经导线流入到用电设备后，通过金属车架流回电源负极而形成回路。1.3.3负极搭铁1.3汽车电器与电子控制技术的特点搭铁，就是采用单线制时，将蓄电池的一个电极用导线连接到发动机或底盘等金属车体上。若蓄电池的负极连接到金属车体上，称为负极搭铁；反之，若蓄电池的正极连接到金属车体上，称为正极搭铁。1.1汽车电器与电子控制技术的发展趋势1.2汽车电器与电子控制技术的分类1.3汽车电器与电子控制技术的特点1.4汽车电子控制技术的发展趋势1.4.1集成化1.4.2电动化1.4.3智能化1.4.4网联化1.4.5共享化1.4汽车电子控制技术的发展趋势2023年10大概念车.mp41.4.1集成化1.4汽车电子控制技术的发展趋势将发动机管理系统和自动变速器控制系统集成为动力传动系统的综合控制(PCM)。将ABS、TRC和ASR综合控制驱动/制动力。将制动、悬架、转向、动力传动等控制系统通过总线进行连接，通过中央底盘控制器的控制运算，对各子系统进行协调，将车辆行驶性能控制在最佳水平，形成一体化底盘控制系统(UCC)。1.4.2电动化1.4汽车电子控制技术的发展趋势

2017年，从欧洲到北美，从北美到亚洲，再到全球最大的汽车市场中国，相关政府部门已经或者正在制定停售内燃机汽车的时间表。由此可见，汽车电动化的势头已是锐不可当。随着更加严格环保政策的出台，汽车电动车化趋势将加快。2021年12月，我国乘用车电动化率为21%，首次迈过20%渗透率门槛，行业内普遍认为当渗透率超过20%，电动化将加速渗透，我国正处于电动车发展的加速期，电动化大趋势明确。1.4.3智能化1.4汽车电子控制技术的发展趋势汽车的智能化主要体现在两方面：

一是原来由机械操作完成的，或不能完成的功能通过电子化来实现对车辆更好的控制，使驾乘更加安全与高效；

二是更多的影音娱乐功能集成在车内，这让驾乘人员可以在更轻松的环境中到达目的地。1.4.4网联化1.4汽车电子控制技术的发展趋势网联化的汽车将产生大量的实时数据，包括汽车和驾驶人信息。

汽车信息包括：汽车位置和周边环境信息，以及汽车诊断信息、保养信息、安全信息、性能信息、行驶信息；

驾驶人信息包括地理位置、用户模式、驾驶历史等。1.4.5共享化1.4汽车电子控制技术的发展趋势如能做到出门随时随地共享用车，那么汽车的利用率将得到提升，其个人用车的频率也会提升。在短途用车需求旺盛时，共享用车会有很大的发挥空间。

国外有研究称，汽车共享对汽车利用率提升的空间大约在30%左右。本章小结汽车电器与电子控制技术：汽车电器设备和电子控制系统。

汽车电器设备主要由供电系统、检测装置、配电装置和用电设备四部分组成；

汽车电子控制系统分为发动机电子控制系统、底盘电子控制系统和车身电子控制系统三个部分。根据控制功能，汽车电子控制系统可分为动力性、安全性、舒适性和娱乐信息控制四种类型。汽车电器与电子控制技术的特点包括低压直流、单线制、负极搭铁以及用电设备并联连接。汽车电子控制技术的发展呈集成化、电动化、智能化、网联化和共享化等趋势。汽车电器与电子控制技术第2章汽车电源系统知识要点掌握程度相关知识汽车电源系统概述了解电池的种类掌握汽车电源供电方法了解常用电源电压汽车电源系统的组成及工作特性传统汽车用铅酸蓄电池掌握车用铅酸蓄电池的主体结构、充放电化学反应过程、工作特性铅酸蓄电池的构造、型号、工作原理及工作特性电动汽车用动力蓄电池了解电动汽车用动力蓄电池的类型掌握电动汽车用动力蓄电池的结构及原理电动汽车用动力蓄电池的种类典型动力蓄电池结构和工作原理汽车交流发电机掌握三相交流发电的原理、整流器的工作原理和电压调节器的工作原理掌握三相交流发电机的工作特性汽车交流发电机的结构、型号、工作原理及工作特性【本章教学要点】2.1汽车电源系统概述2.2传统汽车用铅酸蓄电池2.3电动汽车用动力蓄电池2.4汽车交流发电机2.1.1汽车电源系统的组成2.1.2汽车电源系统的工作特性2.1汽车电源系统概述2.1.1汽车电源系统的组成2.1汽车电源系统概述汽车电源系统的功用是向车载电器设备提供电能。在汽车上，由蓄电池、交流发电机、电压调节器、充电状态指示装置、开关和导线等连接而成的电气系统称为汽车电源系统。发动机供电原理.mp42.1.1汽车电源系统的组成2.1.2汽车电源系统的工作特性2.1汽车电源系统概述2.1.2汽车电源系统的工作特性2.1汽车电源系统概述内燃机汽车所采用的蓄电池具有容量小电流大的特点，这样的电池称为起动用蓄电池。

内燃机汽车的典型电源系统采用发电机和蓄电池并联供电。

其电源系统工作特性如下：(1)发动机起动时，由蓄电池负责向起动系统供电。(2)发动机怠速或停转时，交流发电机电压低或不发电，由蓄电池负责向车载电器供电。2.1.2汽车电源系统的工作特性2.1汽车电源系统概述

(3)当交流发电机输出功率超过车载电器启用的总功率时，由交流发电机单独供电。(4)当交流发电机输出功率低于车载电器启用的总功率时，蓄电池协助交流发电机一起供电。(5)当发动机转速变化时，和交流发电机并联的蓄电池可以起到稳定输出电压的作用，保护车载电器设备。(6)当汽车停驶时，由蓄电池负责向防盗系统等供电。2.1.2汽车电源系统的工作特性2.1汽车电源系统概述新能源汽车，特别是纯电动汽车，多采用电能作为主要驱动能源，就必须配置大容量的蓄电池。蓄电池必须能够保证独立供给最大工作电流，这种具有大容量大电流特性的蓄电池称为动力型蓄电池。

混合动力汽车，采用发电机和蓄电池并联供电的电源系统。

纯电动汽车，蓄电池所储存的电能是唯一的能量来源，储能完全由车外供电设施来提供，必须进行专门的充电操作。2.1汽车电源系统概述2.2传统汽车用铅酸蓄电池2.3电动汽车用动力蓄电池2.4汽车交流发电机2.2.1铅酸蓄电池的构造2.2.2蓄电池的型号2.2.3铅酸蓄电池的工作原理2.2.4铅酸蓄电池的工作特性2.2传统汽车用铅酸蓄电池蓄电池.mp42.2.1铅酸蓄电池的构造2.2传统汽车用铅酸蓄电池铅酸蓄电池的结构主要包括极板、隔板、电解液、壳体和电池状态指示器。

核心部分是正负极板和电解液。

极板上的活性物质可以和电解液产生化学反应，并建立电动势，从而进行放电和充电过程。蓄电池的结构.mp42.2.1铅酸蓄电池的构造2.2传统汽车用铅酸蓄电池1.极板

通常极板先用铅锑合金铸成栅格状平板骨架，然后将活性物质填充在栅架上。2.2.1铅酸蓄电池的构造2.2传统汽车用铅酸蓄电池1.极板铅酸蓄电池的极板分为正极板和负极板。正极板上的活性物质是二氧化铅(PbO2)，负极板上的活性物质是纯铅(Pb)。

图2-2为显微镜下的极板表面。2.2.1铅酸蓄电池的构造2.2传统汽车用铅酸蓄电池1.极板起动型铅酸蓄电池的极板大多制造成图2-3所示的极板组形状。2.2.1铅酸蓄电池的构造2.2传统汽车用铅酸蓄电池1.极板将一组正极板和负极板同时浸入电解液中，在正、负极之间就可形成2V左右的电动势。这样的组合称为一个电池单元或单体电池。

汽车常用的12V电池是由6个单体电池串联而成。2.2.1铅酸蓄电池的构造2.2传统汽车用铅酸蓄电池2.隔板将正、负极板隔开，以防止正、负极板互相接触造成短路。应耐酸并具有多孔性，以利于电解液的渗透。免维护蓄电池隔板做成袋式隔板。1-极板组总成2-负极板3-隔板4-正极板5-极板联条2.2.1铅酸蓄电池的构造2.2传统汽车用铅酸蓄电池3.电解液电解液在蓄电池的化学反应中，起到离子间导电的作用。

电解液由纯净的浓硫酸和水按照一定的比例配置而成，其密度在1.24~1.30g/cm3范围内。

配制工艺:使用耐酸器皿,只能将硫酸慢慢的倒入蒸馏水,并不断的搅拌。2.2.1铅酸蓄电池的构造2.2传统汽车用铅酸蓄电池4.壳体壳体用来放置电解液和极板组，并保护它们。

铅酸蓄电池的壳体应具有耐酸、耐热、耐震、耐冲击和耐老化等功能，通常采用聚丙烯塑料制成。

蓄电池外形多为长方体，壳体分为电池槽和电池盖两部分。壳体底部经常会设置沉淀池，即由沉淀池壁形成的凹槽，用于存放脱落的活性物质，避免与上方的极板接触造成短路2.2.1铅酸蓄电池的构造2.2传统汽车用铅酸蓄电池4.壳体壳内由间壁分成3个或6个互不相通的单格，各单格之间用铅质联条串联起来，如右图所示。2.2.1铅酸蓄电池的构造2.2传统汽车用铅酸蓄电池5.电池状态指示器

(1)干式荷电蓄电池指极板在干燥状态下，能在较长时间(一般为2年)内保存电量的蓄电池。

这种电池在盖板上都配置了加液口，使用时加入规定容量的稀硫酸电解液，电池即达到满电状态，正常使用。2.2.1铅酸蓄电池的构造2.2传统汽车用铅酸蓄电池5.电池状态指示器

(2)免维护蓄电池对于免维护蓄电池，无法直接提取内部的电解液，为了方便使用者了解电池状态，这类电池普遍装有便于肉眼观测的蓄电池状态指示器(也称为内装式密度计)。2.2.1铅酸蓄电池的构造2.2.2蓄电池的型号2.2.3铅酸蓄电池的工作原理2.2.4铅酸蓄电池的工作特性2.2传统汽车用铅酸蓄电池2.2.2蓄电池的型号2.2传统汽车用铅酸蓄电池按机械工业部JB/T2599－2012《铅酸蓄电池产品型号编制方法》标准规定，铅蓄电池的型号分为三部分：第一部分第二部分

第三部分

串联数蓄电池的类型蓄电池的特征蓄电池的额定容量

20h放电率的额定容量，单位为A·h，单位略去不写。

用阿拉伯数字表示用大写的汉语拼音字母表示

Q-起动用铅蓄电池M-摩托车用蓄电池用大写的汉语拼音字母表示

A-干荷电铅蓄电池W-免维护铅蓄电池B-薄型极板2.2.2蓄电池的型号2.2传统汽车用铅酸蓄电池2.2.1铅酸蓄电池的构造2.2.2蓄电池的型号2.2.3铅酸蓄电池的工作原理2.2.4铅酸蓄电池的工作特性2.2传统汽车用铅酸蓄电池2.2.3铅酸蓄电池的工作原理2.2传统汽车用铅酸蓄电池1.放电过程

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，此时若接入负载，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。2.2.3铅酸蓄电池的工作原理2.2传统汽车用铅酸蓄电池1.放电过程蓄电池的放电过程是化学能转变为电能的过程。

正极板：Pb4＋＋2e→Pb2＋

Pb2＋＋SO42-→

PbSO4

负极板：Pb－2e→Pb2＋

Pb2＋＋SO42-→

PbSO4放电过程.mp42.2.3铅酸蓄电池的工作原理2.2传统汽车用铅酸蓄电池2.充电过程充电时，蓄电池的正，负极板分别与充电电源的正，负极相连，当充电电源的端电压高于蓄电池电压时，在电场的作用下，电流从蓄电池的正极流入，从负极流出，这一过程成为充电。2.2.3铅酸蓄电池的工作原理2.2传统汽车用铅酸蓄电池2.充电过程

正极板：

PbSO4→

Pb2＋＋SO42-Pb2＋－2e→

Pb4＋

Pb4＋

＋2SO42-+2H2O→PbO2+2H2SO4

负极板:PbSO4

→Pb2＋＋SO42-

Pb2＋+2e→

Pb2.2.3铅酸蓄电池的工作原理2.2传统汽车用铅酸蓄电池铅酸蓄电池工作时总的化学反应方程式为：2.2.1铅酸蓄电池的构造2.2.2蓄电池的型号2.2.3铅酸蓄电池的工作原理2.2.4铅酸蓄电池的工作特性2.2传统汽车用铅酸蓄电池2.2.4铅酸蓄电池的工作特性2.2传统汽车用铅酸蓄电池1.静止电动势将铅蓄电池的正、负极板浸入电解液中。

正极板的活性物质PbO2少量溶入电解液，并与其发生作用产生四价铅离子Pb4＋与氢氧化根OH－。一部分Pb4＋沉淀在正极板上，使正极板具有正电位，≈＋2.0V。2.2.4铅酸蓄电池的工作特性2.2传统汽车用铅酸蓄电池1.静止电动势负极板的Pb少量溶入电解液，产生Pb2＋，使负极板具有负电位，≈-0.1V。因此，在外电路未接通时，且当这种反应达到相应平衡时，单格蓄电池电压（即为静止电动势）Ej=2.0-(-0.1)=2.1V2.2.4铅酸蓄电池的工作特性2.2传统汽车用铅酸蓄电池2.蓄电池的内阻内阻包括以下几部分：(1)极板电阻:很小，随活性物质变化而变化。

(2)隔板电阻:与材料有关

(3)电解液电阻:温度降低，内阻变大；(如右图所示)。(4)电极接柱电阻:很小，为定值。2.2.4铅酸蓄电池的工作特性2.2传统汽车用铅酸蓄电池3.放电特性铅酸蓄电池的放电特性是指以恒定的电流If放电时，蓄电池端电压Uf、电动势Ef和电解液密度ρ随时间变化的规律。

图2-9所示是以20h放电率(If=0.05C20)进行恒流放电的电池放电特性。2.2.4铅酸蓄电池的工作特性2.2传统汽车用铅酸蓄电池3.放电特性铅酸蓄电池放电终了特征如下：(1)电解液密度下降至最小许可值(约为1.11g/cm3)。(2)单体电池电压下降至放电终止电压(约为1.75V)。2.2.4铅酸蓄电池的工作特性2.2传统汽车用铅酸蓄电池4.充电特性铅酸蓄电池的充电特性是指以恒定的电流IC充电时，电池端电压UC、电动势EC和电解液密度ρ随时间变化的规律。

图2-10所示是以20h充电率(IC=0.05C20)进行恒流充电的电池充电特性。2.2.4铅酸蓄电池的工作特性2.2传统汽车用铅酸蓄电池4.充电特性铅酸蓄电池充足电终了的特征如下：(1)电解液密度上升至最大值。(2)蓄电池端电压上升至最大电压(单体电池电压2.7V)，且2小时内不再变化。(3)电解液冒出大量的气泡，呈现“沸腾”状态。2.2.4铅酸蓄电池的工作特性2.2传统汽车用铅酸蓄电池5.蓄电池的容量蓄电池在规定条件(包括放电强度、放电电流及放电终止电压)下放出的电量多少或放电时间长短称为蓄电池容量，单位为A·h或A·min。蓄电池的容量表征了蓄电池供电能力的大小。2.2.4铅酸蓄电池的工作特性2.2传统汽车用铅酸蓄电池5.蓄电池的容量

汽车用铅酸蓄电池大多为起动型蓄电池，容量标记必须按照国家标准GB/T5008.1-2013《起动用铅酸蓄电池第1部分技术条件和试验方法》的规定执行。

主要采用如下两个指标来表征其容量的大小:(1)20小时率额定容量Cn(2)额定储备容量Cr,n2.1汽车电源系统概述2.2传统汽车用铅酸蓄电池2.3电动汽车用动力蓄电池2.4汽车交流发电机2.3.1动力蓄电池的种类2.3.2镍镉电池2.3.3镍氢电池2.3.4锂离子电池2.3.5燃料电池2.3电动汽车用动力蓄电池2.3电动汽车动力蓄电池电动汽车电源系统的主要任务是提供电动汽车驱动电能，为照明、灯光信号装置、车载音响设备等提供电源。

本节主要介绍动力蓄电池(简称动力电池)的类型、结构及工作原理，其蓄电池管理系统及控制方法将在第13章中详细介绍。2.3.1动力蓄电池的种类2.3电动汽车动力蓄电池1.按电解液种类分类(1)碱性电池(2)酸性电池(3)中性电池(4)有机电解液电池2.3.1动力蓄电池的种类2.3电动汽车动力蓄电池2.按工作性质和储存方式分类(1)一次电池(2)二次电池(3)燃料电池(4)储备电池2.3.1动力蓄电池的种类2.3电动汽车动力蓄电池3.按所用正、负极材料分类(1)锌系列电池：如锌锰电池、锌银电池等。(2)镍系列电池：如镍镉电池、镍氢电池等。(3)铅系列电池：如铅酸电池。(4)锂系列电池：如锂离子电池、锂聚合物电池和锂硫电池。(5)二氧化锰系列电池：如锌锰电池、碱锰电池等。(6)空气(氧气)系列电池：如锌空气电池、铝空气电池等。2.3.1动力蓄电池的种类2.3.2镍镉电池2.3.3镍氢电池2.3.4锂离子电池2.3.5燃料电池2.3电动汽车用动力蓄电池2.3.2镍镉电池2.3电动汽车动力蓄电池镍镉电池(Nickel-cadmiumBattery，Ni-Cd)的正极材料为球形氢氧化镍，充电时为NiOOH，放电时为Ni(OH)2。

负极材料为海绵状金属镉或氧化镉粉以及氧化铁粉。氧化铁粉的作用是使氧化镉粉有较高的扩散性，增加极板容量。

电解液通常为氢氧化钠或氢氧化钾溶液，为了增加电池的容量和循环寿命，通常在电解液中加入少量的氢氧化锂(每升电解液加15～20g)。2.3.2镍镉电池2.3电动汽车动力蓄电池2.3.1动力蓄电池的种类2.3.2镍镉电池2.3.3镍氢电池2.3.4锂离子电池2.3.5燃料电池2.3电动汽车用动力蓄电池2.3.3镍氢电池2.3电动汽车动力蓄电池目前，以储氢合金为负极材料的镍氢电池能满足混合动力电动汽车所要求的高能量、高功率、长寿命和足够宽的工作温度范围。2.3.3镍氢电池2.3电动汽车动力蓄电池镍氢电池由以镍的储氢合金为主要材料的负极板、具有保液能力和良好透气性的隔膜、碱性电解液、金属壳体、具有自动密封的安全阀及其他部件构成。正极板的活性物质为NiOOH(放电时)和Ni(OH)2(充电时)，负极板的活性物质为H2(放电时)和H2O(充电时)。

电解液采用30%的氢氧化钾溶液。2.3.3镍氢电池2.3电动汽车动力蓄电池2.3.3镍氢电池2.3电动汽车动力蓄电池2.3.1动力蓄电池的种类2.3.2镍镉电池2.3.3镍氢电池2.3.4锂离子电池2.3.5燃料电池2.3电动汽车用动力蓄电池2.3.4锂离子电池2.3电动汽车动力蓄电池根据锂离子电池所用电解质材料不同，锂离子可以分为：

液态锂离子电池(LithiumIonBattery，LIB)；

聚合物锂离子电池(PolymerLithiumIonBattery,PIB)。

主要区别在于电解质不同，液态锂离子电池使用的是液态电解质，而聚合物锂离子电池则以聚合物电解质来代替。2.3.4锂离子电池2.3电动汽车动力蓄电池1.锂离子电池的工作原理锂离子电池在原理上实际是一种锂离子浓差电池，正、负极由两种不同的锂离子嵌入化合物组成。

正极采用锂化合物LiCoO2、LiNiO2或LiMn2O4。

负极采用锂碳层间化合物LiC6。

电解质为LiPF6和LiAsF6等有机溶液。2.3.4锂离子电池2.3电动汽车动力蓄电池1.锂离子电池的工作原理

经过Li+在正负电极间的往返嵌入和脱嵌形成电池的充电和放电过程。2.3.4锂离子电池2.3电动汽车动力蓄电池2.锂离子电池的正极材料锂离子电池正极材料是具有能使锂离子较为容易地嵌入和脱出，并能同时保持结构稳定的一类化合物—嵌入式化合物。作为嵌入式电极材料的金属氧化物，根据其空间结构的不同主要可分为以下3种类型：2.3.4锂离子电池2.3电动汽车动力蓄电池2.锂离子电池的正极材料

(1)层状化合物层状正极材料中研究比较成熟的是钴酸锂(LiCoO2)和镍酸锂(LiNiO2)。层状LiCoO2结构如图2-13所示。2.3.4锂离子电池2.3电动汽车动力蓄电池2.锂离子电池的正极材料

(2)尖晶石型结构

LiMnO2是尖晶石型嵌锂化合物的典型代表。目前，锰酸锂电池已大量应用在电动汽车上。

日产公司推出的leaf纯电动汽车、三菱公司推出的i-MiEV纯电动汽车均采用了这种类型的动力电池，其高压电池组安装位置如图2-14所示。2.3.4锂离子电池2.3电动汽车动力蓄电池2.锂离子电池的正极材料

(3)橄榄石型结构LiFePO4在自然界中以磷铁锂矿的形式存在，属于橄榄石型结构，如图2-15所示。2.3.4锂离子电池2.3电动汽车动力蓄电池2.锂离子电池的正极材料

(3)橄榄石型结构LiFePO4实际最大放电比容量可高达165mA·h/g，3.2V。LiFePO4中的强共价键作用使其在充放电过程中能保持晶体结构的高度稳定性，具有更高的安全性能和更长的循环寿命。LiFePO4的原材料来源广泛、价格低廉、不污染环境、比容量高，已成为现阶段各国竞相研究的热点之一。2.3.4锂离子电池2.3电动汽车动力蓄电池3.锂离子电池的负极材料负极材料是决定锂离子电池综合性能优劣的关键因素之一。目前，应用的负极材料如下：(1)碳材料(2)氧化物负极材料(3)金属及合金类材料2.3.4锂离子电池2.3电动汽车动力蓄电池4.锂离子电池的优点(1)工作电压高：钴酸锂锂离子电池的工作电压为3.6V，锰酸锂锂离子电池的工作电压为3.7V，磷酸铁锂锂离子电池的工作电压为3.2V，而镍氢、镍镉电池的工作电压仅有1.2V。(2)能量密度高：锂离子电池正极材料的理论能量密度可达200W·h/kg以上，实际应用中由于不可逆容量损失，能量密度低于这个数值，但也可达到140W·h/kg，为镍镉电池的3倍，镍氢电池的1.5倍。(3)循环寿命长2.3.4锂离子电池2.3电动汽车动力蓄电池4.锂离子电池的优点(4)自放电小(5)无记忆效应，无需初充电(6)环保性好：相对于传统的铅酸电池、镍镉电池和镍氢电池废弃可能造成环境污染问题，锂离子电池中不含汞、铅、镉等有害元素。4860与刀片电池.mp42.3.1动力蓄电池的种类2.3.2镍镉电池2.3.3镍氢电池2.3.4锂离子电池2.3.5燃料电池2.3电动汽车用动力蓄电池2.3.5燃料电池2.3电动汽车动力蓄电池燃料电池是一种不经过燃烧，直接将燃料化学能经过电化学反应转换为电能的装置。

氢/氧燃料电池是原电池的一种特殊形式，其构造如图2-16所示。2.3.5燃料电池2.3电动汽车动力蓄电池燃料电池工作原理示意图，如图2-17所示。2.3.5燃料电池2.3电动汽车动力蓄电池氢气和氧气分别分配至两个电极：氢气至正极(A)，氧气至负极(C)。

氢气在催化剂的作用下释放两个电子并分裂成两个带正电的氢核即质子。氢核可以渗入并穿过薄膜。氧气在其电极侧通过催化作用吸收电子，然后立即与自由的氢质子反应生成水。

如果电子连接正极和负极，则该反应会产生电流，随着氢气转化成水，燃料电池中直接产生电能。丰田全新第2代Mirai氢燃料电池技术详解.mp42.1汽车电源系统概述2.2传统汽车用铅酸蓄电池2.3电动汽车用动力蓄电池2.4汽车交流发电机2.4.1交流发电机的构造2.4.2汽车交流发电机的型号2.4.3交流发电机的工作原理2.4.4交流发电机的工作特性2.4汽车交流发电机2.4汽车交流发电机对于传统内燃机汽车而言，蓄电池只作为起动、怠速和停车监控等工况下的备用电源，在汽车正常行驶的大部分时间内，则由交流发电机给汽车用电设备进行供电。同时，当蓄电池电量不足时，交流发电机还需要给蓄电池进行充电。

现代汽车普遍采用三相交流发电机，通过由硅二极管组成的三相桥式整流器将交流电转变为直流电，供汽车使用。这种发电机也称为硅整流交流发电机。2.4.1汽车交流发电机的构造2.4汽车交流发电机交流发电机组成原理.mp42.4.1汽车交流发电机的构造2.4汽车交流发电机1.转子转子的功用是产生磁场。转子如图2-20所示。由爪极、励磁绕组、集电环、转子轴等组成。1－集电环2－转子轴3－爪极4－磁轭5－励磁绕组图2-20a)交流发电机的转子总成图2-20b)交流发电机转子分解图2.4.1汽车交流发电机的构造2.4汽车交流发电机2.定子定子的功用是产生交流电动势。由定子铁心和定子绕组(线圈)组成，如图所示。定子装在转子外面，和发电机的前后端盖固定在一起，当转子转动时，定子绕组中磁通发生变化产生感应电动势。交流发电机定子总成及连接方式a）定子绕组星形连接b)定子绕组三角形连接2.4.1汽车交流发电机的构造2.4汽车交流发电机3.整流器功用:将定子绕组的三相交流电变为直流电。整流器由整流板和整流二极管组成，整流器是由6只硅整流二极管分别压装（或焊装）在相互绝缘的两块板上组成的，

6只整流二极管分为正极管和负极管两种：

引出电极为正极的称为正极管→正极板；引出电极为负极的称为负极管→负极板。交流发电机整流二极管安装示意图a)焊接式b)电路图c)压装式1-正整流板2-负整流板JF132发电机整流器总成1-负整流板2-正整流板3-散热片4-螺栓孔5-正极管6-负极管7、9-安装孔8-绝缘垫交流发电机整流器和定子的连接电路图a)星形连接b)三角形连接2.4.1汽车交流发电机的构造2.4汽车交流发电机4.电刷组件电刷组件由电刷、电刷架和电刷弹簧组成。两个电刷分别装在电刷架的孔内。电刷的作用是将电源通过集电环引入励磁绕组。交流发电机的搭铁型式a)内搭铁型交流发电机b)外搭铁型交流发电机2.4.1汽车交流发电机的构造2.4汽车交流发电机5.电压调节器(1)功用及结构

交流发电机电压调节器是把交流发电机输出电压控制在规定范围内的控制装置。调节器有触点式和电子式：触点式采用机械开关控制，体积大、结构复杂、频率低、触点易烧蚀及故障率高，已被淘汰。

现代汽车发电机普遍采用电子式电压调节器，如图2-30所示。2.4.1汽车交流发电机的构造2.4汽车交流发电机5.电压调节器

(2)按结构形式分:晶体管式、集成电路调节器；

(3)按搭铁形式分：内搭铁式、外搭铁式；2.4.1交流发电机的构造2.4.2汽车交流发电机的型号2.4.3交流发电机的工作原理2.4.4交流发电机的工作特性2.4汽车交流发电机2.4.2交流发电机的型号2.4汽车交流发电机汽车交流发电机型号由产品代号、电压等级代号、电流等级代号、设计序号、变型代号五部分组成，如图所示。2.4.1交流发电机的构造2.4.2汽车交流发电机的型号2.4.3交流发电机的工作原理2.4.4交流发电机的工作特性2.4汽车交流发电机2.4.3交流发电机的工作原理2.4汽车交流发电机1.磁场的励磁方式除了永磁式交流发电机不需要励磁以外，其他形式的交流发电机都需要励磁。将电流引入到励磁绕组使之产生磁场称为励磁。交流发电机励磁方式有自励和他励两种。交流发电机励磁过程是先他励后自励。

当发动机达到正常怠速转速时，发电机的输出电压一般高出蓄电池电压1~2V以便对蓄电池充电，此时，由发电机自励发电。(1)他励在发电机转速较低时(发动机未达到怠速转速)，自身不能发电，需要蓄电池供给发电机励磁绕组电流，使励磁绕组产生磁场来发电。

这种由蓄电池供给磁场电流发电的方式称为他励发电。(2)自励随着转速的提高(一般在发动机达到怠速时)，发电机定子绕组的电动势逐渐升高并能使整流器二极管导通，当输出电压UB大于蓄电池电压时，发电机就能对外供电了。当发电机能对外供电时，就可以把自身发的电供给励磁绕组，这种自身供给磁场电流发电的方式称为自励发电。2.4.3交流发电机的工作原理2.4汽车交流发电机2.电动势的工作原理2.4.3交流发电机的工作原理2.4汽车交流发电机3.三相电动势的工作原理(1)交流电动势的变化频率f和转速、磁极对数成正比

式中－磁极对数－发电机转速(r/min)

在交流发电机中，由于转子磁极呈鸟嘴形，其磁场的分布近似正弦规律，所以交流电动势的波形也近似正弦规律，如果发电机定子的三相绕组是对称绕制的则产生的三相电动势也是对称的。(2)三相交流发电机的感应电动势瞬时值表达式：

－每相电动势的最大值－每相电动势的有效值－电角速度(3)定子每相电动势的有效值的表示式中-绕组系数(和发电机定子绕组的绕线方式有关)-每相绕组的匝数（单位：匝）

-频率（单位：Hz）-每极磁通（单位：Wb）-电机结构常数（）-称为相电动势。

由此可见，当交流发电机结构一定时(结构常数不变)，相电动势和发电机转速、磁通成正比。2.4.3交流发电机的工作原理2.4汽车交流发电机4.三相定子绕组连接方式及输出电压2.4.3交流发电机的工作原理2.4汽车交流发电机5.整流原理(1)单相半波整流原理2.4.3交流发电机的工作原理2.4汽车交流发电机5.整流原理(2)单相桥式整流原理2.4.3交流发电机的工作原理2.4汽车交流发电机5.整流原理(3)三相桥式整流发电机整流原理.swf2.4.3交流发电机的工作原理2.4汽车交流发电机6.交流发电机调压原理(1)电压调节器调压原理

交流发电机定子线圈的感应电动势与转子的转速和磁极的磁通成正比，由公式(2-13)可知：2.4.3交流发电机的工作原理2.4汽车交流发电机6.交流发电机调压原理(2)电子式电压调节器工作过程利用晶体管的开关特性，通过晶体管导通和截止相对时间的变化来调节发电机的励磁电流，改变磁通量，从而调节输出电压的。2.4.4交流发电机的工作特性2.4汽车交流发电机汽车交流发电机的工作特性主要包括空载特性、外特性和输出特性。本章小结汽车电源系统由蓄电池或交流发电机供电。发动机未起动时，由蓄电池供电。发动机起动后，由交流发电机供电，向蓄电池充电。汽车电源系统有多种电压方案。双电压电源系统逐渐成为主流应用。传统汽车用铅酸蓄电池主要由极板、隔板、电解液、壳体和电池状态指示器等组成。工作特性指标主要包括静止电动势、内阻、放电特性、充电特性和容量。电动汽车用动力蓄电池主要有镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池以及燃料电池等类型。锂离子电池有工作电压高、能量密度高、循环寿命长、自放电小、无记忆效应、环保性好等优点，应用较为广泛。本章小结汽车交流发电机使用的三相交流发电机，发电效率高，整流后输出电压稳定的特点。其主要由转子、定子、整流器、电子调节器和壳体等组成。三相交流发电可实现全周期连续输出。两个交错对插的爪极将原本方向恒定的励磁磁场转变为交变磁场。电子调节器可以调节励磁磁场的强弱，使其和转速反向变化，从而保证输出电压的稳定性。工作特性主要包括空载特性、外特性和输出特性。汽车电器与电子控制技术第3章汽车起动系统知识要点掌握程度相关知识汽车起动系统的基础知识了解起动系统的作用、常用的起动方式掌握起动系统的组成及工作过程；掌握起动机的组成及型号编制规则发动机的起动方式起动系统的作用、组成、工作过程及型号起动机的结构及工作原理掌握直流电动机的结构及工作原理，传动机构中几种常用单向离合器的工作原理，不同车用电磁开关的控制原理熟练分析起动机的转矩和机械特性直流电动机的结构及工作原理，起动机特性，传动机构，电磁开关新型起动机掌握几种新型起动机的结构电枢移动式起动机，减速式起动机【本章教学要点】3.1汽车起动系统的基础知识3.2起动机的结构及工作原理3.3起动机基本参数的选择3.4新型起动机3.1.1发动机起动方式3.1.2电起动系统的组成和工作过程3.1.3起动机的组成3.1.4起动机的型号3.1汽车起动系统的基础知识3.1.1发动机起动方式3.1汽车起动系统的基础知识发动机的起动方式有手摇起动、汽油机起动、压缩空气起动、电起动和拖动等几种方式。电起动是利用电动机带动发动机曲轴旋转的起动方式。它具有起动快捷方便、省力等优点，但需要一套电起动系统。

现代汽车用发动机，均采用电起动方式。如没有特殊说明，本章讨论的起动系统均指电起动系统。3.1.1发动机起动方式3.1.2电起动系统的组成和工作过程3.1.3起动机的组成3.1.4起动机的型号3.1汽车起动系统的基础知识3.1.2电起动系统的组成和工作过程3.1汽车起动系统的基础知识电起动系统主要由蓄电池、起动机、起动继电器、点火开关等组成，如图3-1所示。

工作过程：3.1.1发动机起动方式3.1.2电起动系统的组成和工作过程3.1.3起动机的组成3.1.4起动机的型号3.1汽车起动系统的基础知识3.1.3起动机的组成3.1汽车起动系统的基础知识起动机的作用是将蓄电池的电能转换成机械能以起动发动机。

它一般由串励式直流电动机、传动机构和控制装置三部分组成，如图3-2所示。起动机构造.mp43.1.1发动机起动方式3.1.2电起动系统的组成和工作过程3.1.3起动机的组成3.1.4起动机的型号3.1汽车起动系统的基础知识3.1.4起动机的型号3.1汽车起动系统的基础知识根据QC/T73-1993《汽车电气设备产品型号编制方法》规定，起动机的型号如下所示：1-产品代号：QD表示起动机；QDJ表示减速式起动机；QDY表示永磁式起动机(包括永磁减速式起动机)。2-电压等级代号，电压等级代号：1表示12V；2表示24V。3-功率等级代号，功率等级代号其含义见表3-1。4-设计序号。5-变型代号。3.1汽车起动系统的基础知识3.2起动机的结构及工作原理3.3起动机基本参数的选择3.4新型起动机3.2.1直流电动机3.2.2传动机构3.2.3电磁控制装置3.2起动机的结构及工作原理3.2.1直流电动机3.2起动机的结构及工作原理1.直流电动机的构造电枢、磁极、外壳、电刷与刷架等组成。3.2.1直流电动机3.2起动机的结构及工作原理1.直流电动机的构造(1)电枢总成电枢用来产生电磁转矩。由电枢铁心、电枢绕组、电枢轴及换向器组成。3.2.1直流电动机3.2起动机的结构及工作原理1.直流电动机的构造(2)磁极在电动机中产生磁场，由铁心和励磁绕组构成。一般是4个，由4个励磁绕组形成两对磁极，两两相对。3.2.1直流电动机3.2起动机的结构及工作原理1.直流电动机的构造(2)磁极励磁绕组一般与电枢绕组串联在电路中，称串励式直流电动机。3.2.1直流电动机3.2起动机的结构及工作原理1.直流电动机的构造(3)电刷和电刷架将电流引入电枢，使电枢产生连续转动。

电刷装在电刷架中，借弹簧压力紧压在换向器上。3.2.1直流电动机3.2起动机的结构及工作原理1.直流电动机的构造(3)电刷和电刷架与外壳直接相连构成电路搭铁，称为搭铁电刷；与励磁绕组和电枢绕组相连，与外壳绝缘，称为绝缘电刷。3.2.1直流电动机3.2起动机的结构及工作原理1.直流电动机的构造(4)壳体及轴承壳体起支承和保护作用。

轴承用于支承电枢轴。3.2.1直流电动机3.2起动机的结构及工作原理2.直流电动机的工作原理3.2.1直流电动机3.2起动机的结构及工作原理2.直流电动机的工作原理据电磁理论可知，电磁转矩M与电枢电流及磁通的乘积成正比：3.2.1直流电动机3.2起动机的结构及工作原理3.起动机的工作特性

汽车起动机所用的电动机为串励式直流电动机，其工作特性有以下几点：(1)转矩特性(2)机械特性(3)起动机特性曲线3.2.1直流电动机3.2.2传动机构3.2.3电磁控制装置3.2起动机的结构及工作原理3.2.2传动机构3.2起动机的结构及工作原理起动机的传动机构主要由单向离合器和拨叉两部分组成。

作用：将电动机的动力传递给发动机飞轮以起动发动机，而发动机起动后则断开发动机对起动机的逆向驱动，以防止发动机带动起动机高速旋转而使起动机“飞散”。起动、传动装置.mp43.2.2传动机构3.2起动机的结构及工作原理1.滚柱式单向离合器3.2.2传动机构3.2起动机的结构及工作原理2.摩擦片式单向离合器3.2.2传动机构3.2起动机的结构及工作原理3.弹簧式单向离合器3.2.1直流电动机3.2.2传动机构3.2.3电磁控制装置3.2起动机的结构及工作原理3.2.3电磁控制装置3.2起动机的结构及工作原理电磁控制装置又称为起动机的电磁开关，它与电磁式拨叉合装在一起，利用电磁铁控制起动机驱动齿轮与飞轮的啮合与分离。

用起动按钮或点火钥匙控制电磁铁，再由电磁铁控制主电路开关，以接通和切断主电路。电磁开关.mp4起动机原理.mp43.1汽车起动系统的基础知识3.2起动机的结构及工作原理3.3起动机基本参数的选择3.4新型起动机3.3起动机基本参数的选择1.起动机功率的选择

起动机的功率P(kW)根据发动机起动所需功率选取，它取决于发动机的起动阻转矩MQ(N·m)和最低起动转速nQ(r/min)起动阻转矩:在最低起动转速时的发动机阻转矩。最低起动转速:起动时，能保证进入气缸内的混合气在压缩终了时具有一定的温度和良好的雾化，使发动机能可靠点火工作所需的最低转速。3.3起动机基本参数的选择2.传动比选择通常起动机驱动齿轮一般为9~13齿(个别情况为5~7个齿)。起动机与发动机的传动比一般在如下范围内选择：(1)汽油发动机：13~17(2)柴油发动机：8~103.3起动机基本参数的选择3.蓄电池容量的选择起动机的功率确定后，可以按如下经验公式确定蓄电池的容量：3.1汽车起动系统的基础知识3.2起动机的结构及工作原理3.3起动机基本参数的选择3.4新型起动机3.4.1电枢移动式起动机3.4.2减速起动机3.4新型起动机3.4.1电枢移动式起动机3.4新型起动机电枢移动式起动机靠磁极磁通的电磁力，使电枢轴向移动，将驱动齿轮啮入飞轮齿圈。3.4.1电枢移动式起动机3.4.2减速起动机3.4新型起动机3.4.2减速起动机3.4新型起动机普通起动机电枢转速与驱动齿轮的转速相同，减速起动机在电枢与驱动齿轮之间增加了一套减速机构。减速起动机的优点是：采用了高速低扭矩的电动机，可使起动机重量和体积减小，且便于安装；提高了起动机的起动转矩而有利于发动机低温起动；电枢轴较短而不易弯曲等。3.4.2减速起动机3.4新型起动机1.外啮合式3.4.2减速起动机3.4新型起动机2.内啮合式3.4.2减速起动机3.4新型起动机3.行星齿轮式本章小结起动系统主要包括蓄电池、起动机、起动继电器、点火开关等。起动机一般由串励式直流电动机、控制装置和传动机构组成。直流电动机根据通电导体在磁场中将受到电磁力作用而产生运动，由电枢总成、磁极、电刷与刷架及其它附件组成。传动机构主要组成部分是单向离合器，其作用是将电动机的动力传递给发动机飞轮以起动发动机，而发动机起动后则断开发动机对起动机的逆向驱动，常见的单向离合器有滚柱式、摩擦片式及扭簧式。控制装置一般是电磁开关，控制起动机驱动齿轮与发动机飞轮的啮合与分离以及电动机电路的通断，防止误操作。新型起动机主要有电枢移动式起动机和减速式起动机。第4章汽车点火系统汽车电器与电子控制技术知识要点掌握程度相关知识点火系统简介了解点火系统的作用、要求点火系统的作用、要求及分类普通电子点火系统掌握电子点火系统的结构熟练分析电子点火系统的工作原理磁感应式电子点火系统、霍尔效应式电子点火系统、光电式电子点火系统、点火线圈的构造、火花塞的构造微机控制点火系统掌握微机控制点火系统的结构熟练分析微机控制点火系统的工作原理微机控制点火系统的组成、点火提前角控制、闭合角控制、爆燃控制【本章教学要点】在汽油发动机中，点火系统的作用是适时地为发动机气缸内已压缩的可燃混合气提供足够能量的电火花，使发动机能及时、迅速地燃烧做功。适时在气缸燃烧室内产生电火花的装置，称为点火系统。

要求点火装置应满足下列三个基本要求：(1)能产生足以击穿火花塞电极间隙的电压；(2)火花塞产生的电火花必须有足够的能量；(3)点火提前角应与发动机各种工况相适应。目前，应用在汽车上的点火装置种类较多，大致可以分为以下几种：(1)传统点火系统(2)普通电子点火系统(3)微机控制点火系统4.1普通电子点火系统4.2微机控制点火系统4.1.1概述4.1.2磁感应式电子点火系统4.1.3霍尔效应式电子点火系统4.1.4光电式电子点火系统4.1.5电子点火系统典型元件构造4.1普通电子点火系统4.1.1概述4.1普通电子点火系统1.传统点火系统存在的不足(1)火花能量的提高受到限制(2)触点故障多、寿命短(3)对火花塞积炭和污染敏感触点式点火系统.mp44.1.1概述4.1普通电子点火系统2.电子点火系统的优点(1)不存在触点氧化、烧蚀、变形、磨损等现象，可增大初级断电电流值，提高次级电压，有效地改善和保证点火性能。(2)电磁能量得到了充分利用，高电压形成迅速，火花能量大。(3)减小了火花塞积炭影响。火花塞间隙为1.1~1.2mm。(4)点火时间精确，混合气能得到完全燃烧。(5)对无线电干扰小，结构简单，重量轻，体积小，保养维修简便。4.1.1概述4.1普通电子点火系统3.电子点火系统的分类(1)按点火装置有无触点分类1)触点式电子点火装置，又称半导体管或晶体管辅助点火装置。2)无触点电子点火装置，又称全晶体管点火装置。(2)按点火能量的储存方式分类1)电感储能式电子点火装置。其储能元件是点火线圈。2)电容储能式电子点火装置。其储能元件是专用的电容器。4.1.1概述4.1普通电子点火系统3.电子点火系统的分类(3)按点火提前角的控制方式分类1)普通电子点火系统。2)微机控制点火系统。4.1.1概述4.1.2磁感应式电子点火系统4.1.3霍尔效应式电子点火系统4.1.4光电式电子点火系统4.1.5电子点火系统典型元件构造4.1普通电子点火系统4.1.2磁感应式电子点火系统4.1普通电子点火系统又称磁脉冲式或磁电式电子点火装置，这种系统结构简单，性能可靠，已在国内外普遍使用。日本丰田轿车等均装有该类型点火装置。丰田轿车无触点式磁感式应电子点火系统主要由磁感应式点火信号发生器、点火控制器、分电器、点火线圈、火花塞等组成，如图4-1所示。4.1.2磁感应式电子点火系统4.1普通电子点火系统1.信号发生器作用：产生与发动机曲轴位置相对应的磁感应电压脉冲信号，并输给点火控制器作为点火控制信号。组成：信号转子、永久磁铁、磁扼和绕在铁芯上的感应线圈。磁感应信号发生器.swf电磁点火.mp44.1.2磁感应式电子点火系统4.1普通电子点火系统2.点火控制器如图4-1所示，点火控制器内有5只三极管。VT1管接成二极管的形式，起温度补偿作用；VT2管为触发管；VT3和VT4管起放大作用；VT5管为大功率管，与点火线圈初级绕组串联，以提供较大的初级电流，使其截止时能在次级绕组产生所需要的高压电。4.1.2磁感应式电子点火系统4.1普通电子点火系统3.点火系统工作原理1)点火开关接通后，当发动机未工作，传感器的信号转子不动时，传感器无输出信号，点火线圈初级绕组有电流流过。2)起动发动机，分电器开始转动，信号发生器开始产生交变电动势信号。当感应线圈输出“+”信号时3)当感应线圈输出“-”信号时

发动机不断转动，周而复始，点火线圈不断产生高压电。丰田车点火系统工作原理.swf4.1.1概述4.1.2磁感应式电子点火系统4.1.3霍尔效应式电子点火系统4.1.4光电式电子点火系统4.1.5电子点火系统典型元件构造4.1普通电子点火系统4.1.3霍尔效应式电子点火系统4.1普通电子点火系统

简称霍尔式电子点火系统，是利用霍尔效应原理制成的信号发生器产生点火信号，触发和控制电子点火系统工作的。霍尔式电子点火系统由内装霍尔信号发生器的分电器、点火控制器、点火线圈和火花塞等组成。

图4-6为桑塔纳轿车装用的霍尔效应式电子点火系统的组成及电路连接图。4.1.3霍尔效应式电子点火系统4.1普通电子点火系统1.信号发生器(1)霍尔效应霍尔效应原理如图4-7所示。霍尔原理.mp4当电流通过放在磁场中的半导体基片(即霍尔元件)，且电流方向与磁场方向垂直时，在同时垂直于电流与磁场的方向上，半导体基片内产生一个与电流大小和磁感应强度成正比的电压，这个电压称为霍尔电压UH。4.1.3霍尔效应式电子点火系统4.1普通电子点火系统1.信号发生器(2)霍尔信号发生器图4-8所示为装有霍尔式点火信号发生器的分电器结构。霍尔式分电器由触发叶轮和信号触发开关组成。霍尔信号发生器内的霍尔元件实际上是一个霍尔集成电路，其内部集成电路原理如图4-9所示。4.1.3霍尔效应式电子点火系统4.1普通电子点火系统2.点火控制器图4-12为霍尔式电子点火系统的点火控制器电路图。除一般点火控制器的开关作用外，增加了点火线圈限流控制、闭合角控制、停车断电保护、过压保护等功能。4.1.3霍尔效应式电子点火系统4.1普通电子点火系统3.霍尔式点火系统的工作过程发动机工作时，分电器轴带动霍尔信号发生器的触发叶轮旋转。霍尔点火电路.mp44.1.1概述4.1.2磁感应式电子点火系统4.1.3霍尔效应式电子点火系统4.1.4光电式电子点火系统4.1.5电子点火系统典型元件构造4.1普通电子点火系统4.1.4光电式电子点火系统4.1普通电子点火系统光电式电子点火系统是利用光敏元件(光敏晶体管或光敏二极管)的光电效应原理，制成光电式点火信号发生器给点火控制器提供点火信号，达到控制点火的目的。4.1.4光电式电子点火系统4.1普通电子点火系统基本组成如图4-13所示。4.1.1概述4.1.2磁感应式电子点火系统4.1.3霍尔效应式电子点火系统4.1.4光电式电子点火系统4.1.5电子点火系统典型元件构造4.1普通电子点火系统4.1.5电子点火系统典型元件构造4.1普通电子点火系统1.点火线圈的构造4.1.5电子点火系统典型元件构造4.1普通电子点火系统2.火花塞的构造将点火线圈产生的高压电引入发动机燃烧室，在其电极间隙中产生电火花点燃可燃混合气。对火花塞提出了以下要求：(1)绝缘体应绝缘可靠，并能承受高于30kV的电压。(2)能承受温度的剧烈变化，适当的热特性。(3)有足够的机械强度，电极应采用难熔、耐蚀的材料制成。(4)有适当的电极间隙和安装位置，气密性良好，可靠点火。火花塞的自净温度

火花塞的热特性主要取决于火花塞绝缘裙部的长度：绝缘体裙部长的火花塞，其受热面积大，而传热距离长，但散热困难，因此裙部温度高，称“热型”火花塞；绝缘裙部短的火花塞，其受热面积小，而传热距离短，散热容易，因此裙部温度低，称“冷型”火花塞。

热型火花塞适用于低速、低压缩比的小功率发动机；冷型火花塞则适用高速、高压缩比的大功率发动机。4.1普通电子点火系统4.2微机控制点火系统4.2微机控制点火系统又称电控点火系统(ElectronicSparkAdvance,ESA)主要优点是：(1)在各种工况及环境条件下，均可自动获得最佳的点火提前角。(2)工作过程中，均可对点火线圈初级电路的通电时间和通电电流进行控制，从而使点火线圈中存储的点火能量保持恒定。(3)采用爆燃控制策略后，可使点火提前角控制在爆燃的临界状态，以此获得最佳的燃烧过程。4.2.1微机控制点火系统的组成4.2.2微机控制点火系统高压配电方式4.2.3微机控制点火系统的控制原理4.2.4微机控制点火系统的典型应用4.2微机控制点火系统4.2.1微机控制点火系统的组成4.2微机控制点火系统微机控制点火系统组成，如图4-21所示。4.2.1微机控制点火系统的组成4.2微机控制点火系统1.传感器、开关等输入信号(1)凸轮轴位置传感器

(CylinderIdentificationSensor,CIS)(2)曲轴位置传感器

(CrankshaftPositionSensor,CPS)4.2.1微机控制点火系统的组成4.2微机控制点火系统1.传感器、开关等输入信号(3)空气流量传感器(AirFlowSensor,AFS)(4)进气温度传感器(IntakeAirTemperatureSensor,IATS)(5)冷却液温传感器(CoolantTemperatureSensor,CTS)(6)节气门位置传感器(ThrottlePositionSensor,TPS)(7)爆燃传感器(EngineDetonationSensor,EDS)(8)各种开关信号：

起动开关；空调开关；空挡起动开关4.2.1微机控制点火系统的组成4.2微机控制点火系统2.电子控制单元又称电控单元，与发动机电控汽油喷射系统共用。

作用：根据发动机各种与点火有关的传感器输入信息及内存数据，进行运算、处理、判断，然后输出点火信号，控制点火控制器动作，完成点火工作。4.2.1微机控制点火系统的组成4.2微机控制点火系统3.点火控制器点火控制器，是发动机电控系统的执行器之一。作用：根据电控单元ECU输出的指令，通过内部大功率晶体管的导通和截止，控制初级电流的通断，实现点火系统的工作。4.2.1微机控制点火系统的组成4.2.2微机控制点火系统高压配电方式4.2.3微机控制点火系统的控制原理4.2.4微机控制点火系统的典型应用4.2微机控制点火系统4.2.2微机控制点火系统高压配电方式4.2微机控制点火系统1.机械配电方式由分火头将高压电分配至分电器盖旁电极，再通过高压线输送到各缸火花塞上的传统配电方式。桑塔纳2000GLi、红旗CA7220E型等轿车的点火系统都采用了机械配电方式。

缺点：4.2.2微机控制点火系统高压配电方式4.2微机控制点火系统2.电子配电方式在点火控制器控制下，点火线圈的高压电按照一定点火顺序，直接加到火花塞上的点火方式。

采用电子配电方式分配高压电的点火系统称为无分电器点火系统（Distributor-LessIgnition,DLI)。

常用电子配电方式分为双缸同时点火和各缸单独点火两种