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汽车电源系统包括蓄电池、交流发电机，如图5-1所示。交流发电机是汽车上的主要电源，蓄电池是辅助电源，俗称电瓶。当发电机工作时，由发电机向全车用电设备供电，同时给蓄电池充电。蓄电池的作用是起动发动机时向起动机供电，同时当发电机不工作时向用电设备供电。

1.蓄电池

汽车蓄电池是一个电化学装置，电能是由电化学反应而产生的。蓄电池通常看作是汽车电气系统的心脏，因此在维修大多数电气系统故障时都不能忽略。

(1）蓄电池的功用

①启动发动机时，蓄电池向启动系和点火系、电子燃油喷射和其他电气设备供电；

②当发动机没有运转或低怠速运转时，由蓄电池向用电设备供电；

③当用电量超过充电系统输出时，蓄电池协助发电机向用电设备供电；

④蓄电池还可以吸收电路中的瞬时过电压，稳定汽车电器系统电压；

⑤长期储存电能。

(2）蓄电池的结构

汽车上使用的蓄电池一般为铅酸蓄电池。铅酸蓄电池主要由正负极板、隔板、电解液、外壳、板栅、极桩、电池盖及观察孔等部分组成，如图5-2所示。

图5-1　蓄电池和发电机的位置

图5-2　蓄电池的结构

(3）蓄电池的规格型号

汽车使用的蓄电池容量的额定值应大小适中，蓄电池的容量由蓄电池各个极板上活性物质的数量来决定。

①蓄电池电压

蓄电池的额定电压为12V，其内部是由6个单格电池串联组成的，如图5-3所示。每个单个电池额定电压为2V。

②蓄电池的型号

蓄电池的生产厂商通常把标签贴在壳体的顶部或侧面，标签提供的信息包括蓄电池的安·时额定值、电压及维护的间隔日期。另外，在蓄电池的壳体上注明了蓄电池的生产日期及接线柱的极性，如图5-4所示。

图5-3　由6个单格电池串联组成的蓄电池

图5-4　蓄电池的标签

铅蓄电池的型号分为三部分，如表5-1所示。例如型号6-QA-60代表额定电压12V、额定容量60A·h的启动型干荷电铅蓄电池。

表5-1　铅蓄电池的型号

③蓄电池的分类

目前汽车中使用的蓄电池主要有：铅酸电池、镍氢电池、锂离子电池(如图5-5）。

图5-5　蓄电池的分类

铅酸电池作为新能源汽车的低压辅助电池，为车辆的普通低压电气系统提供低压工作用电。目前铅酸电池已不作为动力电池使用

镍氢电池主要用在丰田的混合动力和插电式混合动力车辆上，如丰田普通混合动力凯美瑞双擎、卡罗拉双擎、雷凌双擎等，插电式混合动力车型普锐斯也是用镍氢电池。

而锂离子电池普遍应用在纯电动汽车中，如比亚迪E6，北汽EV200/160、荣威E50、长安逸动EV、宝马i3等。

(4）蓄电池的保养

正确的保养维护可以延长蓄电池的使用寿命，避免出现故障而影响正常行车。蓄电池保养的内容如下：(www.daowen.com)

①保持蓄电池外表面的清洁干燥，及时清除极桩和电缆卡子上的氧化物，并确定蓄电池极桩上的电缆连接牢固。

②保持加液孔盖广通气孔的畅通，定期疏通。

③定期检查并调整电解液液面高度，液面不足时，应补加蒸馏水。

④定期检查蓄电池的放电程度。当冬季放电超过25%，夏季放电超过50%时，应及时将蓄电池从车上拆下进行补充充电。

⑤冬季向蓄电池内补加蒸馏水时，必须在蓄电池充电前进行，以免水和电解液混合不均而引起结冰。

⑥冬季蓄电池应经常保持在充足电的状态，以防电解液密度降低而结冰，引起外壳破裂、极板弯曲和活性物质脱落等故障。

2.交流发电机

汽车上蓄电池储存的电能有限，在它放电以后必须及时进行补充充电，因此汽车上还必须装备充电系统。充电系统由发电机、电压调节器和充电状态指示灯组成。

(1）发电机

发电机作为汽车运行中的主要电源，担负着向起动系之外的所有用电设备供电的任务并为蓄电池充电。目前汽车普遍采用硅整流发电机，其主要由转子、定子、电刷与电刷架、整流器、风扇等组成，如图5-6所示。

图5-6　硅整流发电机的组成

①转子

转子是交流发电机的磁场部分，主要由两块爪极、磁场绕组、轴和滑环组成，如图5-7所示。

②定子

定子由定子铁心和定子绕组组成，如图5-8所示。

图5-7　转子的结构

图5-8　定子的结构

③电刷与电刷架

电刷总成由两只电刷、电刷弹簧和电刷架组成，如图5-9所示。它借助电刷弹簧与滑环保持接触，用于给发电机转子绕组提供磁场电流。

图5-9　电刷与电刷架

④整流器

整流器是将发电机定子绕组产生的三相交流电转变为直流电，如图5-10所示。

(2）电压调节器

电压调节器是使交流发电机的输出电压保持恒定，如图5-11所示为电压调节器的实物。由于交流发电机的转子是由发动机通过传动带驱动旋转的，且发动机和交流发电机的速比为1.7～3，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发电机调节器，使其输出电压在发动机所有工况下基本保持恒定。

图5-10　交流发电机整流器

图5-11　电压调节器

(3）充电状态指示装置

充电状态指示装置用于指示充电系统的工作情况，反映蓄电池是处于充电还是放电状态，目前大多数汽车采用充电指示灯的形式。当发动机运行时，如果充电指示灯亮则表示发电机没有给蓄电池充电，即蓄电池处于放电状态；反之，如果充电指示灯不亮则表示发电机处于正常工作状态，即蓄电池处于充电状态。

充电系统与蓄电池一起构成汽车的电源系统。如图5-12所示为硅整流发电机、电压调节器、蓄电池的连接电路示意图。

(4）发电原理

汽车发电机的发电原理是利用导线切割磁力线感应出电势的电磁感应原理，将原动机的机械能变为电能输出。同步发电机由定子和转子两部分组成。定子是发出电力的电枢，转子是磁极。定子由电枢铁芯，均匀排放的三相绕组及机座和端盖等组成。转子通常为隐极式，由励磁绕组、铁芯和轴、护环、中心环等组成。转子的励磁绕组通入直流电流，产生接近于正弦分布磁场(称为转子磁场），其有效励磁磁通与静止的电枢绕组相交链。转子旋转时，转子磁场随同一起旋转、每转一周，磁力线顺序切割定子的每相绕组，在三相定子绕组内感应出三相交流电势。发电机带对称负载运行时，三相电枢电流合成产生一个同步转速的旋转磁场。定子磁场和转子磁场相互作用，会产生制动转矩。从汽轮机/水轮机/燃气轮机，输入的机械转矩克服制动转矩而作功。

图5-12　发电机、电压调节器和蓄电池的连接电路