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汽车充电系统由哪些结构组成?

作者:机械网
文章来源:本站

  汽车充电系统由发电机、蓄电池、电压调节器、充电指示灯和相关的导线等共同组成,它们之间的连接关系如下图,各元器件的功能及系统工作原理如下。

  1、发电机:发电机是汽车用电设备的主要电源。在汽车正常运行期间,发电机向除起动机之外的其它用电设备供电,并向蓄电池充电。也就是说,当发动机正常运转时,汽车上几乎所有的电能都是由发电机提供的;当电量有剩余时,发电机会向电瓶充电。一般汽车发电机的功率是0.8~1.5千瓦,可以满足大多数情况下汽车的用电需求,当发电量不足时由蓄电池补充。有些小排量的发动机,当发电机发电量较大、负荷较高时,发动机会由于负荷增大而抖动,此时的发动机会自动提高转速来增强发动机动力。

  汽车上所用的发电机大多为硅整流三相交流发电机,它以硅二极管为整流器,将交流电转变成直流电。它的主要结构是由转子、定子、电刷与滑环机构、三相桥式整流器、轴承、风扇和前后端盖等组成,其中转子用来产生磁场,定子用来发出电流,整流器将三相交流电转变成直流脉动电压。发电机的发电量随发动机转速升高而增大。

  2、蓄电池:蓄电池就是我们俗称的电瓶,它是汽车上最大的电气设备,它的主要作用是在发动机起动时,向起动机、点火系统等主要用电设备供电;在发动机不运行或低速运行时,向各种用电设备供电;当用电设备过多、用电量超过发电机的供电能力时,蓄电池协助发电机向各种用电设备供电;另外蓄电池还有稳定供电系统电压的作用,它相当于一个大电容,可以吸收电路中瞬间的过电压,以保护用电设备。

  很多人都以为蓄电池是汽车上的主电源,其实并不是,发电机才是汽车上真正的电源。当发动机正常工作时,发电机的输出电压高于汽车蓄电池的电压,发电机向所有用电设备(起动机除外)供电,同时向蓄电池充电;而蓄电池只有在发动机起动时,才用其内部存储的电能驱动起动机工作,平时它都是做为一个用电器存在的。

  3、电压调节器:电压调节器的作用是用来调节发电机的输出电压,使发电机的输出电压保持在13.8-14.4伏之间。因为发电机的输出电压是随发动机的转速的升高而升高的,如果发动机转速过高,导致发电机输出电压过高,会烧毁汽车的电气系统及一些精密的电子元件。有了电压调节器,就可以避免这些问题。现在汽车上的电压调节器都是电子式的,多数集成在发电机内部,只有少部分是外置式的。绝大多数的发电机故障都是由于电压调节器故障引起的。

  4、充电指示系统:充电指示系统主要指仪表盘上的电压表或充电指示灯,它们用于指示发电机的工作状态是否正常。如果汽车在行驶中出现充电指示灯点亮或电压表指针低于24V,表示发电机不充电或充电量过低,需要检修充电系统。

  汽车充电系统的工作原理如下:当我们打开点火开关时,蓄电池会向发电机转子提供励磁电流,转子产生磁场;随后发动机启动,带动发电机运转,定子绕组切割转子绕组的磁力线,产生三相交流电流,经过硅整流后变成直流电向外输出;此时由于发电机转速较低,它的励磁电流是由蓄电池提供的,这种情况称为“它励”,随着发电机转速越来越高,发电量越来越大,转子绕组的电流就由发电机自身发出的电流来提供,这种情况称为“自励”。

  当发动机正常工作后,发电机也随发动机高速运转,发出电能提供给汽车的用电设备使用,多余的电能用来给蓄电池充电。当蓄电池充满后,电压调节器断开转子的励磁电流,发电机停止发电;当蓄电池电压降低到一定数值时,电压调节器重新接通励磁电流,发电机恢复发电。这个过程周而复始的反复进行,既能保证汽车电气设备的正常工作,又能让蓄电池始终处于充满电的状态。为了保证汽车在低速时也能发电,一般发电机的转速是发动机转速的2.5~3倍,所以即使发动机处于怠速状态下,发电机也能正常发电。

  汽车充电系统的常见故障有不充电、过充电以及充电不足等,故障原因无非是两种:线路接触不良,发电机自身故障。一般来说,现在的发电机都是高度集成式的,一般情况下都无法拆解维修,只能整体更换。汽车充电系统在使用过程中,不得用发电机输出端瞬时接地(搭铁)的方法(试火法)来判断发电机是否发电,也不得在发电机高速运转时拆下蓄电池等主要用电设备,以免产生浪涌电压击穿精密电子元件。在日常维护中,要经常检查发电机与蓄电池之间的连线,保证连接牢固可靠,接头处无锈蚀;此外还要经常检查发电机皮带的张紧程度,如果皮带过松会造成发电机转速过低发电量不足,如果皮带过紧容易造成皮带和发电机轴承的损坏。

  汽车电路系统与蓄电池(电瓶)关系

  第一节:了解蓄电池

  提及“电瓶”想来大部分汽车爱好者都不会陌生,因为这块铅酸蓄电池被广泛理解为汽车的“电源”,车辆的车载电器设备似乎都是由电池提供,只要定时启动发动机为蓄电池充电即可保证车辆的正常启动与稳定运行。而实际蓄电池的“工作时间”很短,其任务仅仅为未启动发动机之前或熄火后短时间为汽车设备供电,关键词:短时间。

  汽车使用的蓄电池是普通的铅酸电池(包括免维护型),这种电池有两个特点。

  循环重放次数低(使用寿命短)

  电池容量很低

  大部分家用代步汽车的蓄电池标准为45/55/65Ah-12V,折算为容量仅仅为0.54/0.66/0.78kwh(度)。这一容量是按照参数计算的绝对最大容量,实际容量总无法达到最高水平;因为铅酸电池的每一次充放电都会造成容量的衰减,比如活性物质的变化与电极的硫化影响,在完整充放300~350次后即接近报废标准。

  所以蓄电池的实际容量还要低一些,而电量又要保留足以启动发动机的余电,所以在熄火时蓄电池只能支持短时间的使用,有些车辆原原地听音乐或使用空调风机20~30分钟即可造成亏电无法启动。重要问题:启动发动机后汽车电路系统是如何运行的呢?如果以消耗蓄电池容量供电,并同时为蓄电池充电的方式运行,蓄电池则等于快速的充放电,其使用使用寿命必然会大大缩短;所以汽车长时间供电得绕开蓄电池,下面看第二节。

  第二节:汽车电路系统

  蓄电池的作用除了在熄火时通电以外,另一个作用是在启动车辆后用以稳压,类似于大电容。启动车辆后汽车的高电耗设备会有很多,比如火花塞、散热风扇、燃油泵、大灯以及车内的电器设备等,这些设备的耗电量已经绕开了蓄电池,而是由发动机带动的发电机实现是即时供电;发电机的额定功率一般在1200~1500w之间(中小排量汽油动力汽车),其发电量的大小取决于发动机的转速,因为发动机转速高则通过曲轴皮带连接的发电机转速也会升高,高转速等于高功率发电,结构特点如下。

  且在正常行驶的转速中发电机的发电量不仅能满足车辆设备的消耗,同时也能为蓄电池充电;在蓄电池满电之后,蓄电池则成为“稳压设备”,不过在不考虑这一作用的前提下即使卸掉蓄电池车辆仍然可以正常运行,这就说明了蓄电池的真正作用。关于蓄电池的特点只需要了解这么多就好,重点需要学会的是熄火后不要长时间使用电器设备;否则蓄电池正常使用能用5~6年,而频繁熄火用电则只能使用2~3年,一块普通的55AH蓄电池的价格也在300~400元之间,是否在意这一成本决定了用车习惯。

  说明:判断蓄电池余电是否能够启动发动机的方式只有一种,观察电压。一般12V的蓄电池在理想状态下会有13V左右的电压,随着容量的下滑电压也会逐渐降低,一般低至11V以下就已经有无法启动发动机的可能性了,毕竟启动电机每秒需要数百甚至上千库伦的大电流。所以想要保证驻车用电能启动,最好要加入一个点烟器的电压测试头,十几元钱一个成本很低,有这种用车需求的话还是装一个比较稳妥。

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  汽车充电系统与其他充电系统不同。他是励磁电机,也就是自己没有磁场,需要汽车电瓶给他一根励磁线(f)才能产生磁场,而且它还受到是汽车电脑ecu的控制,根据负载和电瓶的电量来控制发电机的工作和断开。

  一般分为单线,两线,和三线控制。电路图也就是一根f励磁到发电机,b+到电瓶,负极是发电机壳体,b+到电瓶的线会有保险丝。

  
 

  汽车充电系统主要由发电机,电线,电瓶,首先发电机得转动才能给电瓶充电

  由发电机、保险器、蓄电池三个部件组成。

  整个汽车发电是发动机带动交流机转动,生成交流电,然后通过电压转换器,变成直流电,供给汽车使用和给蓄电池充电。

  汽车充电系统由 交流发电机 、 蓄电池 、调节器及充电状态指示装置组成。

  汽车充电系统由蓄电池、发电机、调节器及充电状态指示装置组成。发电机作为汽车运行中的主电源,担负着向起动系统之外所有用电设备供电和向蓄电池充电的任务。由于发电机是由发动机经传动带驱动旋转的,当发动机转速变化时,发电机输出电压是变化的。为满足汽车用电设备用电及向蓄电池充电的要求,充电系统设有电压调节器,电压调节器通过调节发电机的励磁电流,保持发电机在转速和负荷变化时输出电压稳定。充电状态指示装置用于指示充电系统的工作情况,指示蓄电池是处于充电还是处于放电。

  汽车上的蓄电池不具备长期给电气系统供电的能力,所以需要不断充电。充电系统的作用有两个:一是为蓄电池充电;二是发动机工作时,向电气元件提供电量。现在被普遍采用的是交流充电系统。由于汽车需要的是直流电,所以,发电机所产生的交流电在输出前必须整流(转换成直流电)。

  每次起动发动机时,由蓄电池供给起动系统和点火系统所需的全部电流。随着发动机转速升高,充电系统产生的电压可以超过蓄电池电压,此时,发电机可以给蓄电池充电。如果用电需求增加,发电机的输出电压低于蓄电池电压时,蓄电池就和发电机一起给电气系统供电。

  充电系统由一个蓄电池和一个发电机构成。蓄电池必须有足够的能量去运行启动机和其他电力系统。发电机在发动机运行时工作,当蓄电池需要加大输出电流时向蓄电池充电。仪表板装有充电警告灯,它在发电机没有输出电能或者电能输出过低的情况下被点亮。

  


 

  6108方案的汽车充电系统包括供电系统、充电设备、监控系统三大部分。

  供电系统主要为充电设备提供电源,主要由一次设备(包括开关、变压器及线路等)和二次设备(包括检测、保护、控制装置等)组成,专门配备有源滤波装置消除谐波,稳定电网。

  汽车充电系统是整个充电站电气系统的核心部分,一般分直流充电装置和交流充电装置(桩),直流充电装置,即非车载充电机,实现电池快充功能,可按功率输出分成大型、中型、小型,公司产品型号为X-DR。交流充电装置(桩)提供电池慢充功能,公司产品型号X-AR。

  X-DR型非车载充电机采用V2G技术,通过进口高频IGBT整流逆变模块,不仅能对动力电池进行安全、快速地充电,而且依靠控制器与后台系统的通讯,能将动力电池的能量回馈到电网,完成电网与电池之间的双向能量交换。X-DR型非车载充电机采用高速CAN总线,保证通讯连接的快速、可靠。具体原理图、实物图如下:

  交流充电桩主要提供车辆慢充的功能,输出为交流电,连接车载充电器。

  充电监控系统由一台或多台工作站或服务器组成,可以包括监控工作站、数据服务器等,这些计算机通过网络联结。监控工作站提供充电监控人机交互界面,实现充电机的监控和数据收集、查询等工作;数据服务器存储整个充电系统的原始数据和统计分析数据等,提供数据服务及其他应用服务。

  发电机电压调节器点火锁保险电瓶

  汽车充电系统由三大部分组成:供电系统,充电设备,监控系统。

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