汽車電子控制技術(shù) 第3版 課件 第1-3章 緒論、電源及其控制技術(shù)、發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制技術(shù)

汽車電子技術(shù)汽車電子技術(shù)第一章緒論機(jī)械與運(yùn)載工程學(xué)院教育部汽車電子工程研究中心第一章緒論第一節(jié)汽車電子技術(shù)概述STARTTHEEND1971以前1974～19901991～2005生產(chǎn)技術(shù)起點(diǎn)較低的交流發(fā)電機(jī)、電壓調(diào)節(jié)器

以集成電路和16位以下微處理器在汽車上的應(yīng)用為標(biāo)志微電腦應(yīng)用日趨可靠成熟02一、汽車電子技術(shù)的發(fā)展2005～202032位微處理器、數(shù)字信號(hào)處理方式的應(yīng)用，多控制器協(xié)同2021～智能化、網(wǎng)聯(lián)化、電動(dòng)化、共享化03應(yīng)用領(lǐng)域動(dòng)力總成控制，發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器、電動(dòng)機(jī)、動(dòng)力電池。汽車底盤控制，ABS、ASR、ESP、制動(dòng)能量回收。安全舒適性控制，安全氣囊、電控座椅、電控后視鏡、AFSCAN網(wǎng)絡(luò)與OBD系統(tǒng)，車輛狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測。娛樂與通信系統(tǒng)，智能座艙、語音控制。歷程123404發(fā)展趨勢機(jī)械替代反饋控制多目標(biāo)綜合控制多控制器聯(lián)網(wǎng)控制汽車電子控制系統(tǒng)獲取內(nèi)部和外部的信息越來越多，功能越來越強(qiáng)，智能化程度及可靠性越來越高二、汽車電子產(chǎn)品的特征滿足各種復(fù)雜的使用要求05功能產(chǎn)量性能工作環(huán)境大量生產(chǎn)，裝車成本低性能穩(wěn)定，壽命長，可靠性好車載使用（電噪聲、電壓波動(dòng)、溫度、濕度、振動(dòng)）三、汽車電子控制系統(tǒng)的共性問題06控制算法ECU執(zhí)行機(jī)構(gòu)被控對象動(dòng)態(tài)模型能量輸入外部擾動(dòng)傳感裝置性能控制輸出+-偏差動(dòng)態(tài)建模1傳感裝置2執(zhí)行機(jī)構(gòu)3控制算法4電子控制裝置ECU5四、系統(tǒng)建模07防抱死制動(dòng)模型驅(qū)動(dòng)控制模型動(dòng)態(tài)模型整車動(dòng)力學(xué)模型靜態(tài)模型電動(dòng)機(jī)輸出特性模型電磁閥輸出特性模型

發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)模型模型獲取方法：理論推導(dǎo)、試驗(yàn)標(biāo)定、系統(tǒng)辨識(shí)五、汽車電子控制的標(biāo)定07010203包括溫度和坡道兩個(gè)因素修正環(huán)境變化確定離合器的控制量—壓力變化規(guī)律的基本數(shù)據(jù)表基本標(biāo)定對系統(tǒng)元件老化特性的修正

2、標(biāo)定的步驟（起步離合器）1、為什么要標(biāo)定？修正壓力曲線隨時(shí)間的變化規(guī)律第一章緒論第二節(jié)汽車電子產(chǎn)品的功能開發(fā)與軟件開發(fā)一、汽車電子產(chǎn)品的開發(fā)平臺(tái)與V型開發(fā)模式081開發(fā)平臺(tái)：便于集中精力解決問題1dSPACE作為軟件的開發(fā)測試環(huán)境，配置MicroAutobox或AutoBox構(gòu)成硬件在環(huán)的模擬測試環(huán)境ETAS公司的ASCET構(gòu)成軟件開發(fā)、代碼生成及測試環(huán)境，配置LABCAR或ES1000/ES910構(gòu)成硬件在環(huán)的模擬測試環(huán)境以Matlab/SimulinkRealTimeWorkshop為核心，自行開發(fā)標(biāo)定硬件在環(huán)的模擬測試環(huán)境根據(jù)目標(biāo)芯片支持?jǐn)?shù)據(jù)類型，將模型所有變量由浮點(diǎn)變成定點(diǎn)標(biāo)定工程師根據(jù)客戶需求，對系統(tǒng)整車性能進(jìn)行標(biāo)定通過硬件在環(huán)測試控制器功能通過軟件在環(huán)測試模型下載到CPU后的可運(yùn)行性通過對市場客戶調(diào)查，確定產(chǎn)品需求及設(shè)計(jì)目標(biāo)系統(tǒng)工程師根據(jù)設(shè)計(jì)目標(biāo)，設(shè)計(jì)系統(tǒng)功能模塊及總體結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)各個(gè)功能模塊的建模及離線仿真測試，再由系統(tǒng)工程師集成各個(gè)模塊進(jìn)行模型在環(huán)測試一、汽車電子產(chǎn)品的開發(fā)平臺(tái)與V型開發(fā)模式091V型開發(fā)模式2需求分析定義確認(rèn)需求驗(yàn)收調(diào)試快速原型功能測試詳細(xì)或程序設(shè)計(jì)系統(tǒng)調(diào)試系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)自動(dòng)代碼生成單元測試模型變量標(biāo)定通過快速原型或硬件在環(huán)對控制器（軟、硬件）及受控對象進(jìn)行標(biāo)定及測試—————————————————————————————————————————————————————————將定標(biāo)后的模型通過自動(dòng)代碼生成工具生成單片機(jī)可運(yùn)行的C代碼

V型開發(fā)流程中的幾個(gè)專用術(shù)語10一、汽車電子產(chǎn)品的開發(fā)平臺(tái)與V型開發(fā)模式2模型在環(huán)MiL（Model-in-the-Loop）是將控制模型和虛擬對象模型放在同一個(gè)實(shí)時(shí)處理器中運(yùn)行，對控制模型的邏輯進(jìn)行測試的仿真。SiL(Soft-in-the-Loop)將控制模型和虛擬對象模型放在不同的實(shí)時(shí)處理器中運(yùn)行，通過ETK或CAN通信，對被測控制模型的功能進(jìn)行測試快速原型利用開發(fā)平臺(tái)提供的輔助工具，將模型化程序轉(zhuǎn)換為代碼并自動(dòng)下載到一個(gè)中間的硬件平臺(tái)上，在ECU硬件系統(tǒng)未完成之前就可對系統(tǒng)各項(xiàng)功能進(jìn)行測試。軟件在環(huán)硬件在環(huán)HiL(Hardware-in-the-Loop)是進(jìn)行實(shí)車測試評估的最后環(huán)節(jié)，由ECU與模擬受控對象組成。模擬受控對象在仿真器里按實(shí)時(shí)狀態(tài)運(yùn)行，通過I/O接口與被測的ECU連接，對被測的ECU進(jìn)行全方面的、系統(tǒng)的測試及算法優(yōu)化。11二、自主開發(fā)汽車電子產(chǎn)品我國的汽車工業(yè)表現(xiàn)出“大而不強(qiáng)”的特點(diǎn)。年產(chǎn)量達(dá)到世界第一，但是關(guān)鍵技術(shù)缺失，尤其是在動(dòng)力總成控制方面的技術(shù)主要被國外公司把控。2020年全球汽車零部件供應(yīng)商百強(qiáng)中僅有七家中國企業(yè)。由發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱構(gòu)成的動(dòng)力總成是汽車上最重要的部分，中國的發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)企業(yè)和自動(dòng)變速器生產(chǎn)企業(yè)沒有一家成為全球零部件供應(yīng)商百強(qiáng)。為什么會(huì)這樣？是我們的技術(shù)不過關(guān)嗎？不是！11二、自主開發(fā)汽車電子產(chǎn)品市場門檻技術(shù)門檻突破兩個(gè)門檻湖南大學(xué)周云山教授發(fā)起成立的湖南江麓容大車輛傳動(dòng)股份有限公司在國內(nèi)率先完成了無級自動(dòng)變速器的產(chǎn)業(yè)化。在整個(gè)產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展過程中需要突破兩個(gè)門檻：11二、自主開發(fā)汽車電子產(chǎn)品突破技術(shù)門檻的時(shí)間比較短，研究團(tuán)隊(duì)在四年的時(shí)間內(nèi)完成了設(shè)計(jì)、試制、小批生產(chǎn)、裝車試驗(yàn)。機(jī)械設(shè)計(jì)11二、自主開發(fā)汽車電子產(chǎn)品突破技術(shù)門檻的時(shí)間比較短，研究團(tuán)隊(duì)在四年的時(shí)間內(nèi)完成了設(shè)計(jì)、試制、小批生產(chǎn)、裝車試驗(yàn)。液壓設(shè)計(jì)11二、自主開發(fā)汽車電子產(chǎn)品電控設(shè)計(jì)11二、自主開發(fā)汽車電子產(chǎn)品市場門檻容大公司生產(chǎn)的無級自動(dòng)變速器與外資企業(yè)生產(chǎn)的無級自動(dòng)變速器技術(shù)水平基本相當(dāng)，但是在國內(nèi)的整車企業(yè)愿意選配該變速器的還很少。這就反應(yīng)了一個(gè)基本的問題：市場門檻才是我國汽車電子裝備生產(chǎn)企業(yè)面臨的最大難題。11二、自主開發(fā)汽車電子產(chǎn)品市場門檻★自主開發(fā)汽車電子產(chǎn)品的意識(shí)已經(jīng)覺醒?！镩_發(fā)團(tuán)隊(duì)的能力有了質(zhì)的提升★擁有達(dá)到國際水平的開發(fā)平臺(tái)★掌握了先進(jìn)的開發(fā)模式★世界第一的整車年產(chǎn)量提供了廣闊的市場自主開發(fā)汽車電子產(chǎn)品將成為必然趨勢★自主開發(fā)汽車電子產(chǎn)品的新時(shí)代，市場門檻是我們即將面臨的主要難題。11二、自主開發(fā)汽車電子產(chǎn)品市場門檻如何突破市場門檻？★一方面要靠產(chǎn)品本身的高質(zhì)量零部件質(zhì)量生產(chǎn)工藝★另一方面則需要大家對自主開發(fā)的汽車電子產(chǎn)品給予信任，大膽選裝。

技術(shù)自信

給自主品牌機(jī)會(huì)★汽車電子的新時(shí)代已經(jīng)到來，圍繞智能化、網(wǎng)聯(lián)化、電動(dòng)化、共享化，新的汽車電子裝備將會(huì)不斷出現(xiàn)。汽車電子技術(shù)汽車電子技術(shù)第二章電源及其控制技術(shù)機(jī)械與運(yùn)載工程學(xué)院教育部汽車電子工程研究中心蓄電池發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器電源及其控制技術(shù)在燃油汽車上，發(fā)電機(jī)是汽車主要電源，蓄電池是輔助電源。調(diào)節(jié)器的功用是在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速升高到一定程度時(shí)，自動(dòng)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)輸出電壓使其保持穩(wěn)定。在電動(dòng)汽車上，電源系統(tǒng)由動(dòng)力電池，電源變換器和12伏電壓電池構(gòu)成。動(dòng)力電池在給驅(qū)動(dòng)電機(jī)供電的同時(shí)，也通過DC/DC將高壓直流電變換為12伏低壓直流電，與12伏電壓電池并聯(lián)給全車低壓直流電器供電。第一節(jié)蓄電池一蓄電池的分類、功能、構(gòu)造與型號(hào)二蓄電池的工作原理、工作參數(shù)及其使用因素第一節(jié)蓄電池分類蓄電池在有效使用期（一般4年）內(nèi)無需進(jìn)行添加蒸餾水等維護(hù)工作的蓄電池。免維護(hù)蓄電池一蓄電池的分類、功能、構(gòu)造與型號(hào)干荷電蓄電池極板在干燥狀態(tài)下，能在較長時(shí)間（一般2年）內(nèi)保存制造過程中所得電量的蓄電池。一蓄電池的分類、功能、構(gòu)造與型號(hào)第一節(jié)蓄電池存儲(chǔ)電能協(xié)同供電01備用供電0204功能穩(wěn)定電源電壓、保護(hù)電子設(shè)備0503啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)03構(gòu)造一蓄電池的分類、功能、構(gòu)造與型號(hào)第一節(jié)蓄電池車用蓄電池由6個(gè)單格電池串聯(lián)而成。每個(gè)單格電池電壓約為2V，串聯(lián)成12V供汽車選用。12、24V電氣系統(tǒng)（電系）汽車分別選用一、二只電池。各型汽車用蓄電池的構(gòu)造基本相同，都是由極板、隔板、電解液和殼體四部分組成，構(gòu)造如右圖所示03構(gòu)造一蓄電池的分類、功能、構(gòu)造與型號(hào)第一節(jié)蓄電池1-蓄電池外殼；2-電極襯套；3-正極柱；4-連接條；5-加液孔螺塞；6-負(fù)極柱；7-負(fù)極板；8-隔板；9-封料；10-護(hù)板；11-正極板；12-肋條03一蓄電池的分類、功能、構(gòu)造與型號(hào)第一節(jié)蓄電池極板極板作為核心部件，由柵架與活性物質(zhì)組成。在蓄電池充放電過程中，電能與化學(xué)能相互轉(zhuǎn)換，依靠極板上活性物質(zhì)與電解液中硫酸產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)。隔板為了減小蓄電池的內(nèi)阻和尺寸，正、負(fù)極板應(yīng)盡可能靠近。隔板的功用就是將正、負(fù)極板隔開。1-極板2-隔板3-橫板4-橫板5-極柱03一蓄電池的分類、功能、構(gòu)造與型號(hào)第一節(jié)蓄電池電解液由純硫酸與蒸餾水按一定比例配制而成。密度一般為1.23~1.30g/cm3。電解液蓄電池殼體由電池槽和電池蓋兩部分組成，其功用是盛裝電解液和極板組。殼體1-隔壁；2-聯(lián)條；3-蓋板03一蓄電池的分類、功能、構(gòu)造與型號(hào)第一節(jié)蓄電池根據(jù)原機(jī)械工業(yè)部標(biāo)準(zhǔn)JB2599-85《鉛蓄電池產(chǎn)品型號(hào)編制方法》規(guī)定，蓄電池型號(hào)由三部分組成，各部分之間用破折號(hào)分開，其內(nèi)容及排列如下型號(hào)(1)串聯(lián)單格電池?cái)?shù)(2)電池類型(3)電池特征(4)額定容量(5)特殊性能03第一節(jié)蓄電池根據(jù)蓄電池主要用途劃分。啟動(dòng)型蓄電池用“Q”表示，代號(hào)“Q”是漢字“起”的第一個(gè)拼音字母串聯(lián)單格電池?cái)?shù)電池類型指一個(gè)整體殼體內(nèi)所包含的單格電池?cái)?shù)目，用阿拉伯?dāng)?shù)字表示。(1)串聯(lián)單格電池?cái)?shù)(2)電池類型(3)電池特征(4)額定容量(5)特殊性能第一節(jié)蓄電池(1)串聯(lián)單格電池?cái)?shù)(2)電池類型(3)電池特征(4)額定容量(5)特殊性能是指20A·h的額定容量，用阿拉伯?dāng)?shù)字表示，單位為A·h（安·時(shí)），在型號(hào)中可略去不寫。額定容量電池特征為附加部分，僅在同類用途的產(chǎn)品具有某種特征，而在型號(hào)中又必須加以區(qū)別時(shí)采用。如干荷電蓄電池，則用漢字“干”的第二個(gè)拼音字母“A”表示。03第一節(jié)蓄電池特殊性能在產(chǎn)品具有某些特殊性能時(shí)，可用相應(yīng)代號(hào)加在型號(hào)末尾表示。如“G”表示薄型極板的高啟動(dòng)率電池。(1)串聯(lián)單格電池?cái)?shù)(2)電池類型(3)電池特征(4)額定容量(5)特殊性能第一節(jié)蓄電池序號(hào)產(chǎn)品特征代號(hào)序號(hào)產(chǎn)品特征代號(hào)1密封式M7膠體式J2免維護(hù)W8卷繞式JR3干式荷電A9閥控式F4濕式荷電H5微型閥控式WF6排氣式P蓄電池產(chǎn)品特征代號(hào)北京BJ2020型吉普車用6-QA-60型蓄電池：表示由6個(gè)單格電池組成，額定電壓為12V，額定容量為60A·h的啟動(dòng)型干荷電蓄電池。例如03第一節(jié)蓄電池二蓄電池的工作原理、工作參數(shù)及其使用因素放電過程：是把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芟蛴秒娫O(shè)備供電的過程。充電過程：是把外面輸入的電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能儲(chǔ)存在蓄電池里的過程。工作原理第一節(jié)蓄電池工作參數(shù)電解液相對密度額定容量儲(chǔ)備容量電解液的相對密度是指電解液中硫酸成分所占的比例。實(shí)測密度應(yīng)按下式換算成25℃時(shí)的相對密度:—實(shí)測電解液密度；—實(shí)測電解液溫度；—密度溫度系數(shù)。蓄電池的容量是反映蓄電池對外供電能力、衡量蓄電池質(zhì)量優(yōu)劣的重要指標(biāo)。蓄電池的容量是指在規(guī)定的放電條件下，蓄電池能夠輸出的電量，用C表示:C—蓄電池容量(A·h)

—放電電流（A）tf—放電持續(xù)時(shí)間（h）額定儲(chǔ)備容量是指：完全充足電的蓄電池在電解液溫度為25℃±5℃條件下，以25A電流連續(xù)放電至12V蓄電池電壓降到10.5V±0.05V時(shí)，放電所持續(xù)的時(shí)間，用Cr·n表示，單位為min（分鐘），額定儲(chǔ)備容量Cr·n與額定容量C20的換算公式如下：C20—蓄電池額定容量(A·h)；Cr·n—蓄電池額定儲(chǔ)備容量(rain)二蓄電池的工作原理、工作參數(shù)及其使用因素03第一節(jié)蓄電池影響蓄電池容量的使用因素放電電流影響實(shí)驗(yàn)表明：放電電流越大，則電壓下降越快，放電至終止電壓的時(shí)間越短，因此容量越小。如下左圖所示6-Q-135型蓄電池在不同放電電流情況下的放電特性。如下右圖所示為6-Q-75型蓄電池在電解液溫度為30℃時(shí)，蓄電池容量與放電電流的關(guān)系。03第一節(jié)蓄電池影響蓄電池容量的使用因素電解液溫度的影響實(shí)驗(yàn)表明：溫度降低則容量減小，同時(shí)電解液電阻也增大，蓄電池端電壓降低，允許放電時(shí)間縮短，因此容量減小。如下左圖所示為6-Q-75型蓄電池電解液溫度分別為+30℃和-18℃的情況下，以225A電流放電時(shí)的端電壓與放電時(shí)間的關(guān)系。如下右圖所示為6-Q-75型蓄電池以225A電流放電時(shí)，在不同溫度條件下輸出的容量。03第一節(jié)蓄電池影響蓄電池容量的使用因素電解液相對密度對容量影響實(shí)驗(yàn)表明：適當(dāng)增大電解液相對密度，可以提高電解液的滲透速度和蓄電池電動(dòng)勢，提高蓄電池輸出容量。但是，當(dāng)相對密度超過一定值時(shí)，由于電解液黏度增大使浸透速度降低，因此蓄電池輸出容量又會(huì)減小。試驗(yàn)證明，電解液相對密度約為1.23時(shí)，蓄電池輸出容量最大，如下圖所示。綜合考慮電解液相對密度對蓄電池性能的影響，汽車用啟動(dòng)型蓄電池充足電時(shí)的電解液密度，一般選在1.26～1.29。第二節(jié)

鋰電池01鋰離子電池的工作原理、特點(diǎn)分析與結(jié)構(gòu)02典型的的幾種鋰離子電池

第二節(jié)鋰電池鋰離子電池鋰離子電池已成為電動(dòng)汽車較為理想的動(dòng)力電源：相較于鎳氫電池，混動(dòng)汽車采用鋰離子電池可將電池組的質(zhì)量減少40%~50%，體積減少20%~30%，能源效率也有一定的提高。鋰離子電池的優(yōu)點(diǎn)工作溫度范圍寬快速充電、自放電功率低無記憶效應(yīng)、無污染安全可靠電壓高、比能量高、充放電壽命長第二節(jié)鋰電池工作原理鋰離子電池正極材料采用鋰化物L(fēng)iCoO2、LiNiO2或LiMn2O4，負(fù)極采用鋰-碳層間化合物L(fēng)ixC6，電解液為有機(jī)溶液。電池在充電時(shí)，鋰離子從正極材料晶格中脫出，通過電解液和隔膜，嵌入負(fù)極中；放電時(shí)，鋰離子從負(fù)極脫出，通過電解液和隔膜，嵌入正極材料晶格中。在整個(gè)充、放電過程中，鋰離子往返于正、負(fù)極之間。03第二節(jié)鋰電池正極：負(fù)極：工作原理LiCoO2→Li1-xCoO2+xLi++xe-6C+xLi++xe-→Li6C6LiCoO2+6C→Li1-xCoO2+LixC6總反應(yīng)：第二節(jié)鋰電池鋰離子電池特點(diǎn)分析鋰離子電池的優(yōu)點(diǎn)自放電率低循環(huán)壽命長比能量高無記憶性工作電壓高對環(huán)境無污染能夠制造成任意形狀第二節(jié)鋰電池鋰離子電池特點(diǎn)分析鋰離子電池的缺點(diǎn)成本高必須有特殊的保護(hù)電路，以防止過充電第二節(jié)鋰電池鋰電池構(gòu)造圓柱形鋰離子電池方形鋰離子電池圓柱形鋰離子電池結(jié)構(gòu)第二節(jié)鋰電池鋰離子電池由正極、負(fù)極、隔膜、電解液和安全閥等部分組成，構(gòu)造如右圖所示第二節(jié)鋰電池正極正極物質(zhì)在錳酸鋰離子電池中以錳酸鋰為主要原料，在磷酸鐵鋰離子電池中以磷酸鐵鋰為主要原料，在鎳鈷鋰離子電池中以鎳鈷鋰為主要原料，在鎳鈷錳鋰離子電池中以鎳鈷錳鋰為主要原料。在正極活性物質(zhì)重在加入導(dǎo)電劑、樹脂粘合劑，并涂覆在鋁基體上，呈細(xì)薄層分布負(fù)極負(fù)極活性物質(zhì)是由碳材料與粘合劑的混合物再加上有機(jī)溶劑調(diào)和制成糊狀，并涂覆在銅基上，呈薄層分布。第二節(jié)鋰電池隔膜隔膜的功能是將正、負(fù)極隔開，一般使用聚乙烯或聚丙烯材料的微多孔膜?？椎淖饔檬亲屼囯x子在正、負(fù)極間往來穿梭。電解液電解液是以混合溶劑為主體的有機(jī)電解液。為了使電解液主要成分鋰鹽溶解，必須采用具有高電容率且與鋰離子相溶性好的溶劑，即不阻礙離子移動(dòng)的低粘度的有機(jī)溶液為宜，而且在鋰離子蓄電池的工作溫度范圍內(nèi)，必須呈液態(tài)，凝固點(diǎn)低，沸點(diǎn)高。電解液對于活性物質(zhì)具有化學(xué)穩(wěn)定性，必須良好適應(yīng)充放電反應(yīng)過程中發(fā)生的劇烈的氧化還原反應(yīng)。又由于使用單一溶劑很難滿足上述嚴(yán)酷條件，因此電解液一般混合不同性質(zhì)的幾種溶劑使用。第二節(jié)鋰電池安全閥為了保證鋰離子電池的使用安全性，一般通過對外部電路的控制或者在蓄電池內(nèi)部設(shè)有異常電流切斷的安全裝置。即使這樣，在使用過程中也有可能因其他原因引起蓄電池內(nèi)壓異常上升，這樣搞，安全閥釋放氣體，以防止蓄電池破裂。安全閥實(shí)際上是一次性非修復(fù)式的破裂膜，一旦進(jìn)入工作狀態(tài)，就會(huì)保護(hù)蓄電池使其停止工作，因此是蓄電池的最后保護(hù)手段。方形鋰離子電池結(jié)構(gòu)第二節(jié)鋰電池由正極、負(fù)極、隔膜、鋁板、絕緣板、密封板、排氣孔、電解液等部分組成，構(gòu)造如右圖所示第二節(jié)鋰電池幾種典型的鋰離子電池正負(fù)極以及電解質(zhì)材料及工藝上的差異讓鋰離子電池有不同的性能。目前市場上的鋰離子電池正極材料主要是鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳酸鋰以及磷酸鐵鋰，將鈷酸鋰、錳酸鋰以及鎳酸鋰按比例作為正極材料的也叫三元鋰電池。鋰離子電池典型分類鎳鈷錳三元鋰電池磷酸鐵鋰電池錳酸鋰電池鈷酸鋰電池第二節(jié)鋰電池鈷酸鋰電池介紹結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，比容量高，但安全性差，成本非常高；標(biāo)稱電壓3.7V，理論容量274mAh/g，實(shí)際容量140mAh/g左右。第二節(jié)鋰電池特點(diǎn)主要優(yōu)點(diǎn)：工作電壓較高，充放電電壓平穩(wěn)，適合大電流充放電，比容量高，循環(huán)性能好，電導(dǎo)率高，生產(chǎn)工藝簡單，容易制備。主要缺點(diǎn)：價(jià)格昂貴，抗過充電性較差，循環(huán)性能有待進(jìn)一步提高最小的放電率為1C，最大的放電率為30C.隨著放電倍率的增加，放電初期電壓下降速度加快且不平穩(wěn)。鈷酸鋰電池放電特性以及壽命第二節(jié)鋰電池錳酸鋰電池介紹合成性能好、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的正極材料錳酸鋰是鋰離子蓄電池電極材料的關(guān)鍵，錳酸鋰的前景較好，但其較差的循環(huán)性能以及電化學(xué)穩(wěn)定性大大限制了其產(chǎn)業(yè)化。摻雜有強(qiáng)M—O鍵、較強(qiáng)八面體穩(wěn)定性及離子半徑與錳離子相近的金屬離子，能顯著改善其循環(huán)性能。第二節(jié)鋰電池性能參數(shù)參數(shù)值性能參數(shù)參數(shù)值最高電壓/V4.2最低電壓/V2.75額定電壓/V3.7容量/Ah10最大充電電流/A5最大放電電流/A18過充電保護(hù)電壓/V4.25過放電保護(hù)電壓/V2.45放電保護(hù)電流/A20錳酸鋰電池主要性能第二節(jié)鋰電池特點(diǎn)主要優(yōu)點(diǎn)：安全性略好于鎳鈷錳酸鋰三元材料；電壓平臺(tái)高；電池低溫性能優(yōu)越；對環(huán)境友好；成本低。主要缺點(diǎn)：電池高溫循環(huán)性能差；極片壓實(shí)密度低于三元材料；比容量較低；循環(huán)性能比三元材料差最小的放電率為0.5C，最大的放電率為20C。隨著放電倍率的增加，放電初期電壓下降速度加快，放電平臺(tái)電壓下降，這是因?yàn)殡S著放電電流增加，電池歐姆壓降升高所致。錳酸鋰電池放電特性以及壽命第二節(jié)鋰電池磷酸鐵鋰電池的主要性能磷酸鐵鋰的標(biāo)稱電壓是3.2V，終止充電電壓是3.6V，終止放電電壓是2.0V。由于不同廠家采用的正、負(fù)極材料以及電解質(zhì)材料的質(zhì)量及工藝不同，性能上會(huì)有一定的差異。第二節(jié)鋰電池性能參數(shù)參數(shù)值性能參數(shù)參數(shù)值典型容量/mA?h1000~1400一般充電電流/A(0.2~0.5)C標(biāo)稱電壓/V3.2最大放電電流/A(5~10)C終止充電電壓/V3.6±0.05一般放電電流/A(0.5~1)C終止放電電壓/V2.0工作溫度范圍/℃充電：0~45內(nèi)阻/mΩ30~80放電：-20~60最大充電電流/A(1~1.5)C磷酸鐵鋰電池主要性能第二節(jié)鋰電池典型的放電特性磷酸鐵鋰電池的特點(diǎn)對環(huán)境無污染成本低可快速充電過放電到0V也無損壞循環(huán)壽命極好即使電池內(nèi)部或外部受到傷害，電池也不會(huì)燃燒或爆炸，安全性最好高溫時(shí)性能良好高效率輸出第二節(jié)鋰電池鎳鈷錳酸鋰三元材料電池鎳鈷錳三元鋰電池融合了鈷酸鋰和錳酸鋰電池的優(yōu)點(diǎn)，在小型低功率電池和大功率動(dòng)力電池上都有應(yīng)用。但該種電池的材料之一鈷是一種貴金屬，價(jià)格波動(dòng)大，對鈷酸鋰的價(jià)格影響較大。第二節(jié)鋰電池特點(diǎn)主要優(yōu)點(diǎn)：鎳鈷錳酸鋰材料比容量高，電池循環(huán)性能好，10C放電循環(huán)可以達(dá)到500次以上；高低溫性能優(yōu)越；極片壓實(shí)密度高，可以達(dá)到3.4g/cm3以上。主要缺點(diǎn)：電壓平臺(tái)低，1C放電中值電壓為3.66V左右，10C放電平臺(tái)在3.45V左右；電池安全性能相對差一點(diǎn)；成本較高。最小的放電率為0.5C，最大的放電率為20C。鎳鈷錳酸鋰電池放電特性以及壽命第二節(jié)鋰電池性能鈷酸鋰(LiCoO2)鎳鈷錳酸鋰(LiNiCoMnO2)錳酸鋰(lIMn2O4)磷酸鐵鋰(LiFePO4)振實(shí)密度/（g/cm3）2.8~3.02.0~2.32.2~2.41.0~1.4比表面積/(m2/g)0.4~0.60.2~0.40.4~0.812~20克容量/(mA?h/g)135~140140~18090~100130~140電壓平臺(tái)/V3.73.53.83.2循環(huán)次數(shù)≥500≥500≥300≥2000過渡金屬貧乏貧乏豐富非常豐富原料成本很高高低廉低廉環(huán)保含鈷含鎳鈷無毒無毒安全性能差較好良好優(yōu)秀適用領(lǐng)域中小電池小電池、小型動(dòng)力電池動(dòng)力電池、低成本電池動(dòng)力電池、超大容量電池鈷酸鋰、鎳鈷錳酸鋰、錳酸鋰以及磷酸鐵鋰電池的性能對比第三節(jié)發(fā)電機(jī)01交流發(fā)電機(jī)構(gòu)造

02交流發(fā)電機(jī)工作原理

03交流發(fā)電機(jī)工作特性第三節(jié)發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)的作用發(fā)電機(jī)是將發(fā)動(dòng)機(jī)的部分機(jī)械能變成電能，向除起動(dòng)機(jī)以外的所有用電設(shè)備供電，并及時(shí)對蓄電池進(jìn)行補(bǔ)充充電交流發(fā)電機(jī)優(yōu)點(diǎn)調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)簡單結(jié)構(gòu)簡單、故障少、壽命長、維修方便低速充電性能好很少產(chǎn)生干擾電波單機(jī)功率大,體積小,質(zhì)量輕，節(jié)約銅材第三節(jié)發(fā)電機(jī)交流發(fā)電機(jī)構(gòu)造1-后端蓋；2-電刷架；3-電刷；4-電刷彈簧壓蓋；5-硅二極管；6-元件板；7-轉(zhuǎn)子；8-定子；9-前端蓋；10-風(fēng)扇；11-V帶輪第三節(jié)發(fā)電機(jī)交流發(fā)電機(jī)主要組成部分轉(zhuǎn)子定子前后端蓋、風(fēng)扇及皮帶輪等轉(zhuǎn)子是三相同步交流發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場部分。它是由轉(zhuǎn)軸、兩塊爪形磁極、磁軛、激磁繞組、滑環(huán)等部件構(gòu)成。定子又稱電樞，是三相同步交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生三相交流電的部件。定子由鐵芯和三相繞組組成。第三節(jié)發(fā)電機(jī)交流發(fā)電機(jī)工作原理發(fā)電原理啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)在汽車用交流發(fā)電機(jī)中，由于轉(zhuǎn)子磁極是鳥嘴形，其磁場分布近似正弦規(guī)律，所以交流電動(dòng)勢也近似正弦波形，相們差互為120°整流原理硅二極管具有單向?qū)щ娦浴Ｔ谀骋凰查g，正極管電壓最高的一項(xiàng)獲得正向電壓導(dǎo)通。負(fù)極管電壓最低的一獲得正向電壓而導(dǎo)通。三相橋式整流器電路中的電壓、電流波形如右圖所示。第三節(jié)發(fā)電機(jī)交流發(fā)電機(jī)工作原理勵(lì)磁方法交流發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電路如右上圖所示。汽車用交流發(fā)電機(jī)最常用的是九管交流發(fā)電機(jī)，其原理如右下圖所示。其工作原理為：當(dāng)開關(guān)閉合后，首先由蓄電池提供電流，電路為：蓄電池正極→充電指示燈→調(diào)節(jié)器觸點(diǎn)→勵(lì)磁繞阻Rf→搭鐵→蓄電池負(fù)極。此時(shí)，充電指示燈由于有電流通過，所以燈會(huì)亮。第三節(jié)發(fā)電機(jī)交流發(fā)電機(jī)工作特性汽車交流發(fā)電機(jī)的工作特點(diǎn)是轉(zhuǎn)速變化范圍大，因此，必須了解其輸出電流、端電壓與轉(zhuǎn)速變化之間的關(guān)系，即交流發(fā)電機(jī)的工作特性，如右圖所示。第三節(jié)發(fā)電機(jī)交流發(fā)電機(jī)工作特性輸出特性只有當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速高于n1時(shí)才可能向外供電，n1是選定發(fā)電機(jī)傳動(dòng)比的主要依據(jù)。滿載轉(zhuǎn)速是判斷發(fā)電機(jī)技術(shù)性能的重要指標(biāo)。當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到一定值時(shí)，其輸出電流不再隨轉(zhuǎn)速升高而升高，因此具有限流作用。第三節(jié)發(fā)電機(jī)交流發(fā)電機(jī)工作特性空載特性外特性空載特性是指發(fā)電機(jī)空載時(shí)，其端電壓與轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系，空載特性是判斷發(fā)電機(jī)充電性能是否良好的重要依據(jù)。外特性是指轉(zhuǎn)速一定時(shí)，發(fā)電機(jī)端電壓與輸出電流之間關(guān)系，當(dāng)發(fā)電機(jī)在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，如果因外電路開路而突然失去負(fù)載，則其端電壓將急劇升高，損壞電機(jī)。第四節(jié)電壓調(diào)節(jié)器現(xiàn)在汽車所用的交流發(fā)電機(jī)（硅整流發(fā)電機(jī)）調(diào)節(jié)器按其結(jié)構(gòu)和工作原理可分為機(jī)械電子振動(dòng)式調(diào)節(jié)器（也稱為觸點(diǎn)式電壓調(diào)節(jié)器）和電子調(diào)節(jié)器兩類。觸點(diǎn)式電壓調(diào)節(jié)器雙級觸點(diǎn)式電壓調(diào)節(jié)器單級觸點(diǎn)式電壓調(diào)節(jié)器第四節(jié)電壓調(diào)節(jié)器雙級觸點(diǎn)式調(diào)節(jié)器與單級式的區(qū)別在于多裝了一對高速觸點(diǎn)，而且高速觸點(diǎn)是搭鐵的。具有兩對觸點(diǎn)，一對動(dòng)斷觸點(diǎn)為低速觸點(diǎn)，一對動(dòng)合觸點(diǎn)為高速觸點(diǎn)?；顒?dòng)觸點(diǎn)在兩個(gè)靜觸點(diǎn)的中間，可以進(jìn)行兩級電壓調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)器對外部只有火線和磁場兩個(gè)接線柱。雙級觸點(diǎn)式電壓調(diào)節(jié)器的構(gòu)造雙級觸點(diǎn)式電壓調(diào)節(jié)器工作原理交流發(fā)電機(jī)每相電壓

，發(fā)電機(jī)經(jīng)整流后輸出直流電壓

，所以得觸點(diǎn)式電壓調(diào)節(jié)器第四節(jié)電壓調(diào)節(jié)器雙級觸點(diǎn)式電壓調(diào)節(jié)器工作原理1-靜觸點(diǎn)支架；2-銜鐵；3-磁化線圈；4-彈簧；5-磁軛；6-電刷；7-滑環(huán)；8-磁場繞組；9-三相定子繞組；10-點(diǎn)火開關(guān)；R1-加速電阻（1Ω）；R2-調(diào)節(jié)電阻（8.5Ω）；R3-補(bǔ)償電阻（13Ω）；S1低速觸點(diǎn)；S2-高速觸點(diǎn)。（1）發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)并閉合點(diǎn)火開關(guān)時(shí)，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速很低，其端電壓低于蓄電池端電壓，調(diào)節(jié)器低速觸點(diǎn)閉合，由蓄電池向發(fā)電機(jī)提供他勵(lì)勵(lì)磁電流。此時(shí)的勵(lì)磁電路為：蓄電池正極→電流表→點(diǎn)火開關(guān)→調(diào)節(jié)器火線接線柱S→低速觸點(diǎn)K1→銜鐵→調(diào)節(jié)器磁場接線柱F→發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組→搭鐵→蓄電池負(fù)極。第四節(jié)電壓調(diào)節(jié)器（2）當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速升高，其端電壓略高于蓄電池的端電壓但低于14V時(shí)，調(diào)節(jié)器低速觸點(diǎn)仍閉合，發(fā)電機(jī)由他勵(lì)轉(zhuǎn)入自勵(lì)而正常發(fā)電。勵(lì)磁電路基本不變，只是蓄電池被發(fā)電機(jī)取代。。工作電路為：發(fā)電機(jī)正極→點(diǎn)火開關(guān)→調(diào)節(jié)器火線接線柱S→R1→R3→搭鐵→發(fā)電機(jī)負(fù)極。（3）當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)升至較高轉(zhuǎn)速，發(fā)電機(jī)的電壓達(dá)到第一級調(diào)壓值時(shí)，調(diào)節(jié)器線圈中的鐵心電磁力克服彈簧力，使低速觸點(diǎn)S1打開，但尚不能使高速觸點(diǎn)S2閉合。因?yàn)閯?lì)磁電路中串人R1和R2，而R2阻值比R1大得多，使勵(lì)磁電流減小，端電壓下降，低速觸點(diǎn)又閉合；低速觸點(diǎn)S1重新閉合后，切去電阻R1+R2，使勵(lì)磁電流再次增大，端電壓再次升高，低速觸點(diǎn)再次打開。勵(lì)磁電路為：發(fā)電機(jī)正極→點(diǎn)火開關(guān)→調(diào)節(jié)器火線接線柱S→Rl→R2→調(diào)節(jié)器磁場接線柱F→發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組→搭鐵→發(fā)電機(jī)負(fù)極。第四節(jié)電壓調(diào)節(jié)器④發(fā)動(dòng)機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，發(fā)電機(jī)的電壓將超過第一級調(diào)壓值，達(dá)到第二級調(diào)壓值，調(diào)節(jié)器線圈中的鐵心電磁力遠(yuǎn)大于彈簧力，使高速觸點(diǎn)S2閉合，立即將勵(lì)磁電路短接搭鐵。于是勵(lì)磁電流急速減小，電壓下降，高速觸點(diǎn)打開。二級調(diào)壓高速觸點(diǎn)閉合時(shí)的勵(lì)磁電路短接回路為：搭鐵→高速觸點(diǎn)S2→銜鐵→磁軛→調(diào)節(jié)器磁場接線柱F→發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組→搭鐵。⑤發(fā)動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)時(shí)，斷開點(diǎn)火開關(guān)，發(fā)電機(jī)不發(fā)電，調(diào)節(jié)器恢復(fù)到不工作狀態(tài)，即低速觸點(diǎn)S1常閉，高速觸點(diǎn)S2常開，電流表指針回到零位。第四節(jié)電壓調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)器的性能優(yōu)點(diǎn)：在設(shè)計(jì)制造時(shí)對所配電阻值作了合理的選擇，觸點(diǎn)火花小，觸點(diǎn)開合頻率有所改善，靈敏度較高，調(diào)壓質(zhì)量符合使用要求。其缺點(diǎn)是：觸點(diǎn)間隙太小，不便于保養(yǎng)和檢查調(diào)整；第一級調(diào)節(jié)電壓與第二級調(diào)節(jié)電壓相差僅0.5～lV，在低速觸點(diǎn)過渡到高速觸點(diǎn)工作時(shí)，出現(xiàn)失調(diào)區(qū)，對充電性能有一定影響；觸點(diǎn)斷開時(shí)仍有電火花產(chǎn)生，對無線電有一定干擾。第四節(jié)電壓調(diào)節(jié)器

電子電壓調(diào)節(jié)器優(yōu)點(diǎn)對無線電設(shè)備的干擾減小使用壽命長結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、故障少第四節(jié)電壓調(diào)節(jié)器

電子電壓調(diào)節(jié)器

可拆式電子電壓調(diào)節(jié)器密封式電子電壓調(diào)節(jié)器不可拆卸，電子元器件裝入后用樹脂封裝起來。如果損壞，只能更換調(diào)節(jié)器總成。蓋子與底座是用螺釘聯(lián)接的，可拆開檢修或更換元器件。第四節(jié)電壓調(diào)節(jié)器

晶體管調(diào)節(jié)器組成

開關(guān)控制部分它的作用是把這一信號(hào)電壓變?yōu)榭刂齐娮娱_關(guān)通斷的控制電壓。電子開關(guān)部分它的作用是按控制電壓的變化，改變發(fā)電機(jī)激磁繞組電路通斷時(shí)間比例的開關(guān)裝置。信號(hào)檢出部分也叫電壓敏感電路，它的作用是檢出高于規(guī)定的供電電壓，并將其變?yōu)榱硪恍盘?hào)電壓。第四節(jié)電壓調(diào)節(jié)器

晶體管調(diào)節(jié)器工作過程

當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓高于規(guī)定供電電壓時(shí)，電子開關(guān)即切斷激磁電流，使發(fā)電機(jī)輸出電壓迅速下降。當(dāng)其降至規(guī)定電壓之后，開關(guān)又接通激磁電流。如此反復(fù)，實(shí)現(xiàn)如同振動(dòng)式調(diào)壓器觸點(diǎn)振動(dòng)的效果，控制發(fā)電機(jī)輸出電壓，使之穩(wěn)定不變。第四節(jié)電壓調(diào)節(jié)器JFT126、JFT246型調(diào)節(jié)器圖中右虛線框?yàn)檎{(diào)節(jié)器。調(diào)節(jié)器左至右依次為信號(hào)檢出、開關(guān)控制部分和電子開關(guān)部分。①合上點(diǎn)火開關(guān)S。其電路為：蓄電池“+”→S→調(diào)節(jié)器“+”→T3(c，e)→調(diào)節(jié)器磁場接線柱F→激磁繞組→搭鐵。②當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓隨轉(zhuǎn)速升高，分壓器加在穩(wěn)壓管Z上的反向電壓達(dá)到其擊穿電壓，則穩(wěn)壓管Z導(dǎo)通。于是，T1有基極電流流過而導(dǎo)通，T2被短路而截止，同時(shí)T3也截止。第四節(jié)電壓調(diào)節(jié)器JFT126、JFT246型調(diào)節(jié)器③當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓下降到低于規(guī)定值(如14V)時(shí)，由于加在穩(wěn)壓管Z上的反向電壓低于其擊穿電壓，于是穩(wěn)壓管Z又重新截止，Tl也截止，T2又導(dǎo)通，激磁電路又被接通，發(fā)電機(jī)電壓又上升。如此反復(fù)，把發(fā)電機(jī)的電壓穩(wěn)定在規(guī)定值。第四節(jié)電壓調(diào)節(jié)器JFT106型調(diào)節(jié)器①接通點(diǎn)火開關(guān)，蓄電池經(jīng)充電指示燈，R5、D2和R7向T2管提供偏流使其導(dǎo)通，T3也接著導(dǎo)通。蓄電池正極經(jīng)點(diǎn)火開關(guān)→充電指示燈→激磁繞組→T3(c,e)

→蓄電池負(fù)極（搭鐵），對交流發(fā)電機(jī)進(jìn)行他激。此時(shí)充電指示燈亮。第四節(jié)電壓調(diào)節(jié)器JFT106型調(diào)節(jié)器②隨著發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速升高，電壓逐漸升高，通過激磁二極管加于充電指示燈兩端電位相近，充電指示燈熄滅。當(dāng)A點(diǎn)電壓達(dá)到調(diào)壓值時(shí)，Rl、R2組成的分壓器上R1兩端電壓將使穩(wěn)壓管Zl反向擊穿，使Tl導(dǎo)通，T2與T3則截止。激磁電流迅速下降，發(fā)電機(jī)端電壓及A點(diǎn)電位也隨之下降。③A點(diǎn)電位下降，使穩(wěn)壓管Zl截止，Tl隨之截止而T2、T3導(dǎo)通，電壓又迅速上升。第四節(jié)電壓調(diào)節(jié)器JFT201型調(diào)節(jié)器①合上點(diǎn)火開關(guān)，蓄電池電壓同時(shí)加到由電阻R2、R3、R4組成的分壓器及晶體管T2的偏置電路R7、R8上。此時(shí)分壓器至穩(wěn)壓管Z的反向電壓，低于穩(wěn)壓管的擊穿電壓，反向電流為零。T2處于正向偏置而導(dǎo)通。蓄電池通過T2給激磁繞組供電。電路為：蓄電池正極→點(diǎn)火開關(guān)→Rl→T2(e,c)

→激磁繞組→蓄電池負(fù)極（搭鐵）。第四節(jié)電壓調(diào)節(jié)器JFT201型調(diào)節(jié)器②當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速升高至電壓高于蓄電池電壓時(shí)，便自己供給激磁電流。發(fā)電機(jī)的電壓升至調(diào)壓值(13.5～14.5V)時(shí)，分壓器R2、R3、R4加至穩(wěn)壓管Z兩端的反向電壓達(dá)到擊穿電壓，穩(wěn)壓管Z被擊穿。Tl產(chǎn)生基極電流而導(dǎo)通。此時(shí)T2的發(fā)射極與基極被Tl短路而截止，截?cái)喟l(fā)電機(jī)激磁電路，使發(fā)電機(jī)電壓下降。第四節(jié)電壓調(diào)節(jié)器JFT201型調(diào)節(jié)器③當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓低于調(diào)節(jié)電壓時(shí)，加在穩(wěn)壓管Z兩端的反向電壓低于擊穿電壓，穩(wěn)壓管截止，Tl也截止，而T2又導(dǎo)通，發(fā)電機(jī)的激磁電流上升，輸出電壓升高。第四節(jié)電壓調(diào)節(jié)器集成電路調(diào)節(jié)器電壓調(diào)節(jié)精度高增大激磁電流承受惡劣環(huán)境承受機(jī)械振動(dòng)沖擊01使用壽命長自檢保護(hù)020304050607體積很小第四節(jié)電壓調(diào)節(jié)器集成電路調(diào)節(jié)器組成電壓控制包括由電阻組成的分壓器和由穩(wěn)壓管及晶體三極管所組成的電壓放大極。通常由大功率復(fù)合管構(gòu)成。一般將熱敏電阻與分壓電阻并聯(lián)，或用無源元件與半導(dǎo)體元件一起組成溫度補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)。輸出控制溫度補(bǔ)償?shù)谒墓?jié)電壓調(diào)節(jié)器

典型集成電路調(diào)節(jié)器①當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出電壓低于調(diào)節(jié)電壓值時(shí)，蓄電池或發(fā)電機(jī)向激磁繞組提供激磁電流

。此時(shí)，蓄電池或發(fā)電機(jī)通過電阻R3給復(fù)合晶體管T2的發(fā)射極加正向偏壓，使T2管飽和導(dǎo)通。激磁電流的路徑為：蓄電池或發(fā)電機(jī)的“+”→激磁繞組→T2(c,e)

→蓄電池或發(fā)電機(jī)的“-”(搭鐵)。第四節(jié)電壓調(diào)節(jié)器

典型集成電路調(diào)節(jié)器②當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出電壓隨著激磁電流的增長而上升到調(diào)節(jié)電壓值時(shí)，由于發(fā)電機(jī)輸出電壓的上升，從而使電阻R2兩端的分壓達(dá)到穩(wěn)壓管Z1的擊穿值，使Zl與Tl同時(shí)導(dǎo)通，T2被短路而截止，發(fā)電機(jī)激磁回路被切斷，激磁電流減小，磁場削弱，發(fā)電機(jī)輸出電壓降低。第四節(jié)電壓調(diào)節(jié)器

典型集成電路調(diào)節(jié)器③當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出電壓下降到低于調(diào)壓值時(shí)，T2又導(dǎo)通，發(fā)電機(jī)電壓又上升。這是因?yàn)殡娮鑂2兩端的分壓不能維持穩(wěn)壓管Zl反向擊穿，使Zl截止，Tl也截止。復(fù)合管T2在R3的正向偏置作用下重又導(dǎo)通，發(fā)電機(jī)電壓又升高。第四節(jié)電壓調(diào)節(jié)器JFTl5l型集成電路調(diào)節(jié)器當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓低于規(guī)定值時(shí)，穩(wěn)壓管Zl截止，T1也截止，T2在R4的偏置作用下導(dǎo)通，激磁電路接通，發(fā)電機(jī)電壓上升；當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓高于規(guī)定值時(shí)，穩(wěn)壓管Zl被擊穿導(dǎo)通，T1也導(dǎo)通，則T2被短路而截止，激磁電路被切斷，發(fā)電機(jī)電壓下降。如此反復(fù)使發(fā)電機(jī)電壓保持恒定。第四節(jié)電壓調(diào)節(jié)器

英國魯卡斯集成電路調(diào)節(jié)器當(dāng)接通點(diǎn)火開關(guān)時(shí)，蓄電池電流經(jīng)充電指示燈流入激磁繞組，由于正的預(yù)電壓經(jīng)R4加給T2基極，使T2導(dǎo)通，T3也隨之導(dǎo)通。產(chǎn)生激磁電流，使發(fā)電機(jī)電壓升高。當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓隨轉(zhuǎn)速升高達(dá)到規(guī)定值時(shí)，經(jīng)分壓器R1、R2加給穩(wěn)壓管Z的電壓使之擊穿而導(dǎo)通，T1也是導(dǎo)通，T2、T3截止，激磁電流減小，端電壓下降；T1截止，T2和T3導(dǎo)通，激磁電流增大，電壓升高。第四節(jié)電壓調(diào)節(jié)器具有保護(hù)功能的集成電路電壓調(diào)節(jié)器點(diǎn)火開關(guān)接通且發(fā)電機(jī)未轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，蓄電池端電壓經(jīng)接線柱IG輸入單片集成電路，使三極管T1、T2均有基極電流流過，于是T1、T2同時(shí)導(dǎo)通。T1導(dǎo)通，發(fā)電機(jī)由蓄電池進(jìn)行他勵(lì)，磁場繞組中有電流流過，電流流向?yàn)椋盒铍姵卣龢O→接線柱B→磁場繞組→T1→搭鐵→蓄電池負(fù)極；導(dǎo)通時(shí)，充電指示燈亮，表示發(fā)電機(jī)不發(fā)電。第四節(jié)電壓調(diào)節(jié)器具有保護(hù)功能的集成電路電壓調(diào)節(jié)器發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)后，其端電壓高于蓄電池電動(dòng)勢而小于調(diào)節(jié)電壓時(shí)，T1仍導(dǎo)通，但發(fā)電機(jī)由他勵(lì)轉(zhuǎn)為自勵(lì)，并向蓄電池充電。同時(shí)，由于P點(diǎn)電壓輸入單片集成電路使T2截止，故充電指示燈會(huì)熄滅，表示發(fā)電機(jī)工作正常。第四節(jié)電壓調(diào)節(jié)器具有保護(hù)功能的集成電路電壓調(diào)節(jié)器當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓隨轉(zhuǎn)速升高到調(diào)節(jié)電壓時(shí)，單片集成電路檢測出該電壓，于是T1由導(dǎo)通變?yōu)榻刂梗艌隼@組中電流中斷，發(fā)電機(jī)電壓下降。當(dāng)電壓下降到略低于調(diào)節(jié)電壓時(shí)，單片集成電路使T1又導(dǎo)通，如此反復(fù)，發(fā)電機(jī)輸出電壓將被控制在調(diào)節(jié)電壓范圍內(nèi)。第四節(jié)電壓調(diào)節(jié)器具有保護(hù)功能的集成電路電壓調(diào)節(jié)器點(diǎn)火開關(guān)接通且發(fā)電機(jī)未轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，蓄電池端電壓經(jīng)接線柱IG輸入單片集成電路，使三極管T1、T2均有基極電流流過，于是T1、T2同時(shí)導(dǎo)通。T1導(dǎo)通，發(fā)電機(jī)由蓄電池進(jìn)行他勵(lì)，磁場繞組中有電流流過，電流流向?yàn)椋盒铍姵卣龢O→接線柱B→磁場繞組→T1→搭鐵→蓄電池負(fù)極；導(dǎo)通時(shí)，充電指示燈亮，表示發(fā)電機(jī)不發(fā)電。第四節(jié)電壓調(diào)節(jié)器具有保護(hù)功能的集成電路電壓調(diào)節(jié)器磁場電路斷路時(shí)，P點(diǎn)電壓信號(hào)異常，單片集成電路檢測到后，控制T2導(dǎo)通，點(diǎn)亮充電指示燈，以示異常。當(dāng)發(fā)電機(jī)的輸出端B斷線時(shí)，發(fā)電機(jī)無輸出，導(dǎo)致IG點(diǎn)電位降低。當(dāng)單片集成電路檢測到IG點(diǎn)電位低于13V時(shí)，令T2導(dǎo)通，點(diǎn)亮充電指示燈，同時(shí)可根據(jù)P點(diǎn)電位將發(fā)電機(jī)端電壓控制在13.3~16.3V。第五節(jié)電源變換器電動(dòng)汽車的電源變換裝置包括DC/DC電源變換裝置（直流電源變換器）、DC/AC電源變換裝置（逆變器）、AC/DC電源變換裝置（整流器）三類。電源變換器DC/DCAC/DCDC/AC第五節(jié)電源變換器DC/DC變換器主要用來滿足電子系統(tǒng)對直流電源的各種需求。DC/DC的直流輸入電源可來自系統(tǒng)中的電池，也可來自直流總線。DC/DC變換器也負(fù)責(zé)將范圍變化的直流電壓變換成一種穩(wěn)定性能良好的直流電壓。DC/DC變換器的用途電動(dòng)汽車的DC/DC變換器主要功能是給車燈、電子控制單元、小型電器等車輛附屬設(shè)備供給電力和向輔助電源供電。由于純電動(dòng)汽車和燃料電池電動(dòng)汽車無發(fā)動(dòng)機(jī)、混合動(dòng)力汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)并不是不間斷的工作，并且多帶有“自動(dòng)怠速停止與啟動(dòng)”裝備，因此新能源車無法像傳統(tǒng)燃油汽車一樣使用交流發(fā)電機(jī)提供電源，必須靠動(dòng)力電池向附屬用電設(shè)備及其電源（輔助電源）供電，所以DC/DC變換器成為其必要設(shè)備。DC/DC電源變換裝置DC/DC變換器的重要性盡可能高的轉(zhuǎn)換效率具有輸出、輸入端的隔離效果具有短路保護(hù)功能和過電壓保護(hù)功能DC/DC變換器的主要要求第五節(jié)電源變換器DC/DC變換器的典型電路DC/DC變換器由功率變換電路和控制電路組成。功率變換電路以控制電路的驅(qū)動(dòng)信號(hào)為基礎(chǔ)，打開、關(guān)閉晶閘管的輸入直流電壓，并將其變換為交流電壓供給變壓器。在變壓器中變壓之后的交流電壓經(jīng)整流二極管整流，整流后的斷續(xù)直流電壓經(jīng)平滑電路平滑后對輔助電池充電。此外，還具有輸出限流、輸入過電壓保護(hù)、過熱保護(hù)和警報(bào)等功能第五節(jié)電源變換器DC/AC逆變器在汽車上的使用常見于新能源汽車的電機(jī)控制場合。新能源汽車的驅(qū)動(dòng)電機(jī)多采用交流電供電，因此需要將動(dòng)力電池提供的直流電逆變?yōu)榻涣麟?，供給驅(qū)動(dòng)電機(jī)以驅(qū)動(dòng)車輛行駛。DC/AC變換器的用途常見的DC/AC變換器的電路可按輸出波形、直流電源的性質(zhì)、用途、換流方式和輸出相數(shù)等分類。DC/AC電源變換裝置DC/DC變換器的種類第五節(jié)電源變換器正弦波逆變器：正弦波逆變器輸出的是同人們?nèi)粘Ｊ褂玫碾娋W(wǎng)一樣甚至更好的正弦波交流電，因?yàn)樗淮嬖陔娋W(wǎng)中的電磁污染。方波逆變器：輸出的是質(zhì)量較差的方波交流電，其正向最大值到負(fù)向最大值幾乎在同時(shí)產(chǎn)生，對負(fù)載和逆變器本身造成劇烈的的不穩(wěn)定影響，并且其負(fù)載能力差，僅為額定負(fù)載的40%~60%。按輸出波形分分為外部換流和自換流兩大類。外部換流包括電網(wǎng)換流和負(fù)載換流兩種；自換流包括器件環(huán)流和強(qiáng)迫環(huán)流兩種。DC/AC電源變換裝置的種類按換流方式分電流型：直流電源接有很大的電感，從逆變器向直流電源看過去電源內(nèi)阻很大，直流電源脈動(dòng)很小。電壓型：直流電源接有很大的濾波電容，從逆變器向直流電源看過去電源為內(nèi)阻很小的電壓源，直流電壓脈動(dòng)很小。按直流側(cè)電源性質(zhì)分第五節(jié)電源變換器有源逆變：把直流電逆變成與交流電源同頻率的交流電饋送到電網(wǎng)中去的逆變器。無源逆變：逆變狀態(tài)下，交變電路的交流側(cè)不與交流電網(wǎng)連接，直接與負(fù)載連接，將直流電逆變成某一頻率或可調(diào)頻率的交流電直接供給給負(fù)載的逆變器。按是否有源分DC/AC電源變換裝置的種類第五節(jié)電源變換器由于汽車的功能不斷拓展，對于兼做流動(dòng)辦公室或野營生活車等實(shí)用的汽車而言，則需要220V（或110V）的單相交流電，以滿足常用電器設(shè)備的用電需求。因此，隨著人類生活水平的提高，車用的單相DC/AC變換器的應(yīng)用會(huì)逐漸增多。下圖為將輸入為+12V的直流電轉(zhuǎn)換為50Hz、110V的交流的一個(gè)DC/AC變換器的電路實(shí)例，DC/AC變換器使用的開關(guān)裝置是功率MOSFET。車載交流220V供電電源電路DC/AC變換器的實(shí)際電路第五節(jié)電源變換器新能源汽車電機(jī)控制器中使用的DC/AC變換器的功用主要是將蓄電池或燃料電池等輸出的直流電變換為交流電提供給交流驅(qū)動(dòng)電機(jī)等。下圖為星形聯(lián)結(jié)的三相橋式電路，其中6個(gè)大功率開關(guān)管（VT1~VT6）構(gòu)成的DC/AC逆變電路，將直流電源US逆變?yōu)榻涣麟娞峁┙o電機(jī)的三相繞組。電機(jī)控制器中的逆變電路DC/AC變換器的實(shí)際電路第五節(jié)電源變換器AC/DC變換器時(shí)出現(xiàn)最早的電力電子電路，可將交流電變?yōu)橹绷麟?，也稱整流器。在燃油車上的典型應(yīng)用是給發(fā)電機(jī)配套的整流電路。下圖中6個(gè)硅二極管構(gòu)成三相整流電路，將發(fā)電機(jī)發(fā)出的三相交流電整流成直流。AC/DC變換器燃油車的用途電動(dòng)汽車中AC/DC變換器的功能主要是將交流電轉(zhuǎn)換為電子設(shè)備所需要的穩(wěn)定直流電。典型的應(yīng)用有兩個(gè)。一個(gè)是高壓配電盒中專門的AC/DC模塊，將外部的220V（或110V）交流電壓等轉(zhuǎn)換成直流電壓給動(dòng)力電池充電。另一個(gè)典型的應(yīng)用是電機(jī)控制器，電動(dòng)汽車的電機(jī)控制器一般兼具整流和逆變兩個(gè)功能，既可以在用電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛時(shí)將直流電逆變?yōu)榻涣麟娊o驅(qū)動(dòng)電機(jī)供電，也可以在制動(dòng)能量回收等工況時(shí)將電機(jī)發(fā)出的交流電整流為直流電然后給電池組充電。AC/DC電源變換裝置AC/DC變換器電動(dòng)汽車的用途第五節(jié)電源變換器半導(dǎo)體變流電路可分為低頻（相控式）和高頻（PWM斬控式）按電路中變流器件開關(guān)頻率的高低AC/DC電源變換裝置的種類不可控、半控、全空3種AC/DC變換器按組成的器件分橋式電路、零式電路2種AC/DC變換器按電路結(jié)構(gòu)分單相電路、多相電路2種AC/DC變換器按交流輸入相數(shù)分單向式、雙向式2種AC/DC變換器按變壓器二次側(cè)電流的方向分第五節(jié)電源變換器AC/DC變換器的主要組成AC/DC變換器在電動(dòng)車上最主要的應(yīng)用還是將交流電整流成直流電給電池組充電。上圖為其基本工作原理電路。該單項(xiàng)整流電路采用了晶閘管，通過控制晶閘管的導(dǎo)通角可以實(shí)現(xiàn)對整流輸出的直流電壓的大小調(diào)整。第五節(jié)電源變換器AC/DC變換器的主要組成實(shí)際AC/DC變換模塊電路為了達(dá)到好的充電效果，會(huì)對電路提出更高的要求。上圖為其一般原理圖。整流電路的作用是將交流電壓變?yōu)橹绷髅}動(dòng)電壓；濾波電路的作用是使整流后的電壓更加平滑，并將電網(wǎng)中的雜波濾除以免對模塊產(chǎn)生干擾，同時(shí)，輸入濾波器也阻止模塊自身產(chǎn)生的干擾影響。DC/DC變換電路和控制電路是模塊的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，由它實(shí)現(xiàn)直流電壓的轉(zhuǎn)換和穩(wěn)壓，為了得到穩(wěn)定的輸出電壓Uo，該電路采用實(shí)時(shí)反饋控制方式。Uref為參考電壓；Uo為AC/DC變換器的輸出電壓；PWM為脈沖寬度調(diào)制式開關(guān)變換器。THANKS!THEEND

湖南大學(xué)機(jī)械與運(yùn)載工程學(xué)院汽車電子與控制技術(shù)教育部工程研究中心汽車電子技術(shù)汽車電子技術(shù)第三章發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制技術(shù)機(jī)械與運(yùn)載工程學(xué)院教育部汽車電子工程研究中心目錄CONTENT三柴油機(jī)電子噴射系統(tǒng)二電子汽油噴射控制技術(shù)四點(diǎn)火控制系統(tǒng)一起動(dòng)機(jī)及其控制五發(fā)動(dòng)機(jī)其他電子控制技術(shù)起動(dòng)機(jī)及其控制一、直流串勵(lì)式電動(dòng)機(jī)二、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)三、控制裝置一起動(dòng)機(jī)都是由直流串激式電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和控制裝置三大部分組成。直流串激式電動(dòng)機(jī)：將蓄電池的電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)（離合器、嚙合器）：在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)使起動(dòng)機(jī)小齒嚙入飛輪齒環(huán)，將起動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩傳遞給發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸；在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后又能使起動(dòng)機(jī)小齒輪與飛輪齒環(huán)自動(dòng)脫開。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)分滾柱式、彈簧式、摩擦片式等?？刂蒲b置

（開關(guān)）：接通和切斷電動(dòng)機(jī)與蓄電池之間的電路。有些汽車上的控制開關(guān)，還具有接入和除去點(diǎn)火線圈附加電阻的作用。

起動(dòng)機(jī)的組成一、直流串勵(lì)式電動(dòng)機(jī)1、結(jié)構(gòu)組成由機(jī)殼、磁極、電樞、換向器及電刷等組成，如圖3-1所示。1—磁場繞組；2—磁極鐵心；3—外殼；4—磁極固定螺釘；5—換向器；6—轉(zhuǎn)子鐵心；7—電樞繞組；8—電樞軸一、直流串勵(lì)式電動(dòng)機(jī)每個(gè)磁極上套裝的激磁繞組為矩形截面的銅條，外包絕緣層，按一定繞向連接后使S級與N極相間排列。為了增大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，起動(dòng)機(jī)一般有四個(gè)磁極。四個(gè)磁場繞組所產(chǎn)生的磁場是相互交錯(cuò)的。四個(gè)磁極的磁路1）磁極一、直流串勵(lì)式電動(dòng)機(jī)兩種接法圖（a）是繞組的串聯(lián)接法，如解放CA10B用的ST8B起動(dòng)機(jī)圖（b）是兩串兩并，如黃河JN150型汽車用的ST614型起動(dòng)機(jī)就是這種接法。這種接法【圖b】可以在導(dǎo)線截面積相同的情況下增大起動(dòng)電流，提高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。1）磁極一、直流串勵(lì)式電動(dòng)機(jī)2）電樞電樞由電樞繞組、電樞鐵芯、換向器、電樞軸等部件組成。電樞繞組

為了得到較大的轉(zhuǎn)矩，其電樞電流很大（一般汽油機(jī)200A～600A，柴油可達(dá)1000A），因此電樞繞組都是用較粗的矩形截面的裸銅線繞制而成。電樞鐵芯由相互絕緣的硅鋼片疊裝而成，其圓周表面有槽，用來安放電樞繞組。換向器由銅片和云母片相間疊壓而成。換向器的作用是把通入電刷的直流電流轉(zhuǎn)變?yōu)殡姌欣@組中導(dǎo)體所需的交變電流。電樞軸的兩端支承在殼體內(nèi)，一端制有螺旋花鍵與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，除固裝電樞鐵芯及換向器以外，還伸出一定長度的花鍵部分，以便套裝離合器總成。一、直流串勵(lì)式電動(dòng)機(jī)3）電刷及刷架

用于將電流引入電動(dòng)機(jī)。電刷用銅與石墨粉壓制而成，呈紅棕色，一般含銅80～90％，石墨10％～20％。刷架多制成框式，正極刷架與端蓋絕緣地固裝，負(fù)極刷架直接搭鐵。刷架上裝有彈力較大的盤形彈簧。電刷裝在電刷架中，借彈簧壓力將它壓緊在換向器上。4）端蓋端蓋分為前、后兩個(gè)端蓋。前端蓋一般用鋼板壓制而成，其上裝有4個(gè)電刷架，后端蓋用鑄鐵澆鑄而成。它們分別裝在機(jī)殼的兩端，靠兩個(gè)長螺栓與起動(dòng)機(jī)機(jī)殼緊固在一起。兩端蓋均裝有軸承、軸承套。一、直流串勵(lì)式電動(dòng)機(jī)5）機(jī)殼機(jī)殼用鋼管制成，一端開有窗口，作為觀察電刷與換向器之用，平時(shí)用防塵箍蓋住。機(jī)殼上只有一個(gè)電流輸入接線柱(與外殼絕緣)，并在內(nèi)部與磁場繞組的一端相接。一、直流串勵(lì)式電動(dòng)機(jī)1）工作原理直流電動(dòng)機(jī)的工作原理是根據(jù)帶電導(dǎo)體在磁場中受到電磁力作用這一理論。磁場中帶電導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向可以根據(jù)左手定則進(jìn)行判斷。根據(jù)通電線匝在磁場中將產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩的理論，就可以制成實(shí)用的直流電動(dòng)機(jī)。一、直流串勵(lì)式電動(dòng)機(jī)2、直流電動(dòng)機(jī)的工作原理、轉(zhuǎn)矩及其自動(dòng)調(diào)節(jié)原理電樞上的電磁轉(zhuǎn)矩大小的計(jì)算公式如下：取決于電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造，為一常數(shù)，故稱為電機(jī)常數(shù)。由以上公式可知，電磁轉(zhuǎn)矩的大小與電樞電流Ia及磁極的磁通ф成正比。2）直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩一、直流串勵(lì)式電動(dòng)機(jī)反電動(dòng)勢直流電動(dòng)機(jī)的電樞在電磁力力矩作用下轉(zhuǎn)動(dòng)，但同時(shí)，它又切割磁力線，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，這個(gè)電動(dòng)勢的方向恰與電樞電流方向相反，故稱為反電動(dòng)勢。其大小為：

式中：C1——電動(dòng)常數(shù)；n——電樞轉(zhuǎn)速。3）直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩自動(dòng)調(diào)節(jié)原理一、直流串勵(lì)式電動(dòng)機(jī)外加于電樞上的電壓，一部分消耗在電樞電阻上，另一部分則用來平衡電動(dòng)機(jī)的反電動(dòng)勢。即：這是電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，必須滿足的一個(gè)基本條件，稱為電壓平衡方程式。一、直流串勵(lì)式電動(dòng)機(jī)3）直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩自動(dòng)調(diào)節(jié)原理電壓平衡方程式由反電動(dòng)勢公式和電壓平衡方程式得到電樞電流的計(jì)算公式如下:一、直流串勵(lì)式電動(dòng)機(jī)電樞電流Ia3）直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩自動(dòng)調(diào)節(jié)原理當(dāng)負(fù)荷增大時(shí)，轉(zhuǎn)軸上阻力矩也增大，電樞轉(zhuǎn)速降低，而使反電動(dòng)勢E隨之減小，電極電流Ia增大，所以電磁轉(zhuǎn)矩M也增大。直至電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩增加到與阻力矩相等為止。這時(shí)電動(dòng)機(jī)將在新的負(fù)載下以新的較低的轉(zhuǎn)速平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)。反之，當(dāng)負(fù)荷減小時(shí)，電樞轉(zhuǎn)速升高，反電動(dòng)勢增大，電樞電流減小，電磁轉(zhuǎn)矩也減小，直至與阻力矩相等為止。電動(dòng)機(jī)將在較高的轉(zhuǎn)速下平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)。一、直流串勵(lì)式電動(dòng)機(jī)電樞電流Ia3）直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩自動(dòng)調(diào)節(jié)原理由以上分析可見，當(dāng)負(fù)載變化時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，電流和轉(zhuǎn)矩將會(huì)自動(dòng)作相應(yīng)變化，以滿足負(fù)載的需要，這就是直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩自動(dòng)調(diào)節(jié)的原理。一、直流串勵(lì)式電動(dòng)機(jī)電樞電流Ia3）直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩自動(dòng)調(diào)節(jié)原理3、直流串激式電動(dòng)機(jī)的特性一、直流串勵(lì)式電動(dòng)機(jī)1）轉(zhuǎn)矩特性在磁路未飽和時(shí)，由于磁通與電樞電流Ia成正比，即，故電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩為：串激式直流電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩在磁路未飽和時(shí)與電樞電流的平方成正比。一、直流串勵(lì)式電動(dòng)機(jī)1）轉(zhuǎn)矩特性在磁路飽和后，磁通幾乎不變，電磁轉(zhuǎn)矩與電樞電流成直線關(guān)系。轉(zhuǎn)矩特性曲線如圖中M曲線所示。由以上分析知，直流串激式電動(dòng)機(jī)的特征是起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，適宜作起動(dòng)機(jī)一、直流串勵(lì)式電動(dòng)機(jī)1）轉(zhuǎn)矩特性對于串激式直流電動(dòng)機(jī)，其電壓平衡方程為：

把式(2-2)代人(2-7)中，變化為：2）轉(zhuǎn)速特性一、直流串勵(lì)式電動(dòng)機(jī)由上式可知，當(dāng)Ia增加時(shí)，則分子減少，在磁路未飽和時(shí)，磁通也增加。于是電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n將隨Ia的增加，而顯著下降。如圖中n曲線所示。起動(dòng)機(jī)的特性曲線一、直流串勵(lì)式電動(dòng)機(jī)2）轉(zhuǎn)速特性串激直流電機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性的特點(diǎn)直流串激式電動(dòng)機(jī)具有在重載時(shí)轉(zhuǎn)速低而轉(zhuǎn)矩大的特性，可以保持起動(dòng)安全可靠。但在輕載或空載下轉(zhuǎn)速很高，易造成“飛車”事故。因此，對于功率較大的直流串激式電動(dòng)機(jī)，不允許在輕載或空載下運(yùn)行。

一、直流串勵(lì)式電動(dòng)機(jī)2）轉(zhuǎn)速特性當(dāng)起動(dòng)機(jī)完全制動(dòng)時(shí)，相當(dāng)于起動(dòng)機(jī)剛接通的瞬間，轉(zhuǎn)速和輸出功率均為零。電流最大，轉(zhuǎn)矩達(dá)到最大值。空載時(shí)電流最小，但轉(zhuǎn)速達(dá)到最大值，輸出功率亦為零。只有當(dāng)電樞電流接近制動(dòng)電流的一半時(shí)，起動(dòng)機(jī)的輸出功率最大。一、直流串勵(lì)式電動(dòng)機(jī)3）功率特性起動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間很短，每次工作時(shí)間決不允許超過5s，重復(fù)啟動(dòng)應(yīng)停歇1~2min，連續(xù)第三次啟動(dòng)應(yīng)在檢查的基礎(chǔ)上停歇15min。啟動(dòng)時(shí)，允許以最大功率運(yùn)轉(zhuǎn)，所以常常將起動(dòng)機(jī)最大輸出功率作為起動(dòng)機(jī)的額定功率。一、直流串勵(lì)式電動(dòng)機(jī)4）注意事項(xiàng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)起動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括離合器和撥叉兩部分。離合器起著傳遞扭矩將發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)，同時(shí)又能在起動(dòng)后自動(dòng)打滑脫離嚙合從而保護(hù)起動(dòng)機(jī)不致?lián)p壞的作用。撥叉的作用是使離合器做軸向移動(dòng)。二、1-起動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪；2-外殼；3-十字塊；4-滾柱；5-彈簧及活柱；6-護(hù)蓋；7-彈簧座；8-緩沖彈簧；9-移動(dòng)襯套；10-傳動(dòng)套筒；11-卡簧；12-墊圈1、離合器起動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)二、1）滾柱式離合器的構(gòu)造2）滾柱式離合器的工作原理起動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)二、撥叉的作用是使離合器做軸向移動(dòng)，將驅(qū)動(dòng)齒輪嚙入和脫離飛輪齒環(huán)。發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，點(diǎn)火開關(guān)使線圈通電產(chǎn)生電磁力，將鐵心吸入，于是帶動(dòng)撥叉轉(zhuǎn)動(dòng)，由撥叉頭推出離合器，使驅(qū)動(dòng)齒輪嚙入飛輪齒環(huán)。發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，線圈斷電，電磁力消失，在復(fù)位彈簧作用下，鐵心退出，撥叉返回，撥叉頭將打滑工況下的離合器撥回，驅(qū)動(dòng)齒輪脫離飛輪齒環(huán)。起動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)二、2、撥叉三、控制裝置起動(dòng)機(jī)的控制裝置分為機(jī)械式、電磁式。兩者通常稱為啟動(dòng)開關(guān)。1、ST614型電磁控制強(qiáng)制嚙合式起動(dòng)機(jī)1—驅(qū)動(dòng)齒輪；2—回位彈簧；3—撥叉；4—活動(dòng)鐵心；5—保持線圈；6—吸引線圈；7—接線柱；8—起動(dòng)按鈕；9—熔斷絲；10—黃銅套；11—接觸盤；12、14—觸點(diǎn)及接線柱；13—電流表；15—蓄電池；16—電源開關(guān)；7—電動(dòng)機(jī)；18—擋鐵三、控制裝置三、控制裝置2．QDl24型電磁控制強(qiáng)制嚙合式起動(dòng)機(jī)1-起動(dòng)繼電器觸點(diǎn)；2-起動(dòng)繼電器；3-點(diǎn)火開關(guān)；4、5-起動(dòng)機(jī)開關(guān)接線柱；6-點(diǎn)火線圈附加電阻短路接線柱；7-導(dǎo)電片；8-接線柱；9-起動(dòng)機(jī)電磁開關(guān)接線柱；10-接觸盤；11-推桿；12-固定鐵心；13-吸拉線圈；14-保持線圈；15-活動(dòng)鐵心；16-回位彈簧；17-調(diào)節(jié)螺釘；18-連接片；19-撥叉；20-單向離合器；21-驅(qū)動(dòng)齒輪；22-限位螺釘?shù)诙?jié)

電子汽油噴射控制系統(tǒng)一、燃油噴射相對傳統(tǒng)供油方式的優(yōu)點(diǎn)二、可燃混合氣的配置要求三、汽油電子噴射系統(tǒng)四、汽油缸內(nèi)直接噴射(GDI)控制系統(tǒng)化油器的工作原理一、燃油噴射相對傳統(tǒng)供油方式的優(yōu)點(diǎn)化油器式汽油發(fā)動(dòng)機(jī)充氣及混合氣分配不均勻，供油量和進(jìn)氣量的配比并非最佳，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和排放指標(biāo)都不盡理想。1-空氣濾清器；2-化油器；3-進(jìn)油針閥；4-喉管；5-浮子；6-浮子室；7-主量孔；8-主噴管；9-進(jìn)氣預(yù)熱套；10-進(jìn)氣歧管；11-進(jìn)氣門；12-氣缸；13-節(jié)氣門；14-化油器混合室提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的充氣效率，增加了發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率和轉(zhuǎn)矩。排氣污染程度降低。油耗降低，經(jīng)濟(jì)性好。保證各缸混合氣的分配比較均勻，可以精確控制各缸混合氣濃度，混合氣的混合比穩(wěn)定。發(fā)動(dòng)機(jī)的冷啟動(dòng)性能和加速性能得到改善。減少了發(fā)動(dòng)機(jī)起火的危險(xiǎn)。一、燃油噴射相對傳統(tǒng)供油方式的優(yōu)點(diǎn)燃油噴射系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)二、可燃混合氣的配置要求1、空燃比對發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響

二、可燃混合氣的配置要求1、空燃比對發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響由右圖可知：空燃比約為12.5（α=0.85）時(shí)，由于其燃燒速度最快，發(fā)動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩最大，故發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性最好，為功率空燃比?？杖急燃s為16（α=1.09）時(shí)，由于混合氣較稀，有利于汽油完全燃燒，故可降低發(fā)動(dòng)機(jī)油耗，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性最好，為經(jīng)濟(jì)空燃比。二、可燃混合氣的配置要求1、空燃比對發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響可燃混合氣燃燒后排出的廢氣成分除了CO2、H2O外，還有N2、O2、HC、CO以及NOx。二、可燃混合氣的配置要求2、發(fā)動(dòng)機(jī)各種工況對混合氣的要求（1）穩(wěn)定工況對混合氣的要求：1）怠速和小負(fù)荷工況：此時(shí)混合氣燃燒后做的功，分別用于克服發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部阻力以及保證由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)且此時(shí)需正常工作的設(shè)備的運(yùn)作，并且使發(fā)動(dòng)機(jī)保持最低轉(zhuǎn)速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。此時(shí)，吸入氣缸內(nèi)的可燃混合氣不僅數(shù)量極少，而且汽油霧化蒸發(fā)也較差，進(jìn)氣管中的真空度很高，當(dāng)進(jìn)氣門開啟時(shí)，缸內(nèi)壓力仍高于進(jìn)氣管壓力，會(huì)使得氣缸內(nèi)的混合氣廢氣率較大。所以為了保證混合氣正常燃燒，要提高其濃度。隨著符合的增加和節(jié)氣門略開大而轉(zhuǎn)入小負(fù)荷工況時(shí)，吸入混合氣的品質(zhì)逐漸改善。發(fā)動(dòng)機(jī)在小負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，供給混合氣也應(yīng)加濃，但加濃程度隨負(fù)荷的增加而減小二、可燃混合氣的配置要求2、發(fā)動(dòng)機(jī)各種工況對混合氣的要求（1）穩(wěn)定工況對混合氣的要求：2）中等負(fù)荷工況：此時(shí)節(jié)氣門已有足夠大的開度，上述影響因素已不復(fù)存在，因此可供給發(fā)動(dòng)機(jī)較稀的混合氣，以獲得最佳的燃油經(jīng)濟(jì)性。這種工況相當(dāng)于BC段，空燃比為16~17。二、可燃混合氣的配置要求2、發(fā)動(dòng)機(jī)各種工況對混合氣的要求（1）穩(wěn)定工況對混合氣的要求：3）大負(fù)荷和全負(fù)荷工況：在大負(fù)荷時(shí)，節(jié)氣門開度已超過3/4，此時(shí)應(yīng)隨著節(jié)氣門開度的增大而逐漸地加濃混合氣以滿足發(fā)動(dòng)機(jī)功率的要求，如CD段。但實(shí)際上，在節(jié)氣門尚未全開之前，如果需要獲得更大的轉(zhuǎn)矩，只要把節(jié)氣門進(jìn)一步開大就能實(shí)現(xiàn)，沒有必要使用功率空燃比來提高功率，而應(yīng)當(dāng)繼續(xù)使用經(jīng)濟(jì)混合氣來達(dá)到省油的目的。因此在節(jié)氣門全開之前所有的部分負(fù)荷工況都應(yīng)按經(jīng)濟(jì)混合氣配給。只是在全負(fù)荷工況時(shí)，節(jié)氣門已經(jīng)全開，此時(shí)為了獲得該工況下的最大功率必須供給功率混合氣，如圖3-12中的D點(diǎn)。在從大負(fù)荷過渡到全負(fù)荷工況的過程中，混合氣的加濃也是逐漸變化的。二、可燃混合氣的配置要求2、發(fā)動(dòng)機(jī)各種工況對混合氣的要求（2）過渡工況對混合氣的要求：1）冷起動(dòng)。冷機(jī)起動(dòng)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)要求供給很濃的混合氣，以保證混合氣中有足夠的汽油蒸氣，使發(fā)動(dòng)機(jī)能夠順利起動(dòng)。但在冷起動(dòng)時(shí)燃料和空氣的溫度很低，汽油蒸發(fā)率很小，為了保證冷起動(dòng)順利，要求混合氣的空燃比達(dá)到2：1，才能在氣缸內(nèi)形成可燃混合氣。

2）暖機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)冷機(jī)起動(dòng)后，各氣缸開始依次點(diǎn)火而做功，發(fā)動(dòng)機(jī)溫度逐漸上升，即暖機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)在暖機(jī)過程中，由于溫度較低燃油霧化較差，因此也需要空燃比較小的濃混合氣，而且隨著發(fā)動(dòng)機(jī)溫度增加而空燃比逐漸增大，直至達(dá)到正常工作溫度時(shí)為止，發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)入怠速工況。二、可燃混合氣的配置要求2、發(fā)動(dòng)機(jī)各種工況對混合氣的要求（2）過渡工況對混合氣的要求：3）加減速。發(fā)動(dòng)機(jī)的加速是指發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速突然迅速增加的過程。此時(shí)，駕駛?cè)嗣筒燃铀偬ぐ?，?jié)氣門開度突然加大，進(jìn)氣管壓力隨之增加，由于汽油的流動(dòng)慣性和進(jìn)氣管壓力增大后汽油蒸發(fā)量的減少，大量的汽油顆粒被沉積在進(jìn)氣管壁面上，形成厚油膜，而進(jìn)入缸內(nèi)的實(shí)際混合氣則瞬時(shí)被稀釋，嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)過稀，使發(fā)動(dòng)轉(zhuǎn)速下降。為了避免這一現(xiàn)象發(fā)生，在發(fā)動(dòng)機(jī)加速時(shí)、應(yīng)向進(jìn)氣管噴入一些附加汽油以彌補(bǔ)加速時(shí)的暫時(shí)稀釋，以獲得良好的加速性。

當(dāng)汽車減速時(shí)，駕駛?cè)搜杆偎砷_加速踏板，節(jié)氣門突然關(guān)閉，此時(shí)由于慣性作用發(fā)動(dòng)機(jī)仍保持很高的轉(zhuǎn)速，因此進(jìn)氣管真空度急劇增高，促使附著在進(jìn)氣管壁面上的汽油蒸發(fā)汽化，并在空氣量不足的情況下進(jìn)入氣缸內(nèi)，造成混合氣過濃，嚴(yán)重時(shí)甚至熄火。因此，在發(fā)動(dòng)機(jī)減速時(shí)，應(yīng)供給較稀的混合氣，以避免這一現(xiàn)象產(chǎn)生。

根據(jù)以上分析，要實(shí)現(xiàn)精確控制發(fā)動(dòng)機(jī)的空燃比，以滿足發(fā)動(dòng)機(jī)在各種工況和條件下所需最佳空燃比的要求，采用化油器式的燃油供給系統(tǒng)是無法做到的。三、汽油電子噴射系統(tǒng)1、電噴系統(tǒng)的分類按系統(tǒng)控制模式來分類：開環(huán)控制；閉環(huán)控制；按噴油實(shí)現(xiàn)的方式來分類：機(jī)械式；機(jī)電混合式；電子控制式；按噴油器數(shù)目的多少來分類：單點(diǎn)噴射式；多點(diǎn)噴射式；按噴油器的噴射部位來分類：缸外噴射；缸內(nèi)噴射；按空氣量的檢測方式來分類：直接檢測方式——質(zhì)量-流量式；間接檢測方式——速度-密度式、節(jié)氣門-速度式三、汽油電子噴射系統(tǒng)2、控制規(guī)律空燃比、點(diǎn)火提前角和排氣再循環(huán)率等參數(shù)對發(fā)動(dòng)機(jī)的排放和燃油經(jīng)濟(jì)性有很大的影響，應(yīng)用電子控制技術(shù)，可以通過調(diào)節(jié)這些參數(shù)對汽車發(fā)動(dòng)機(jī)排放進(jìn)行控制，以滿足嚴(yán)格的排放法規(guī)的要求。

由于發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過程是一個(gè)復(fù)雜的過程，很難用數(shù)學(xué)模型描述其工作過程，一般是通過經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ秃痛罅康臄?shù)據(jù)定量地表示控制量和輸出量（包括性能指標(biāo)）之間的關(guān)系。

以暖機(jī)之后發(fā)動(dòng)機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性控制為例，約束最優(yōu)問題的目標(biāo)是求最佳的燃油經(jīng)濟(jì)性，并同時(shí)滿足排放法規(guī)的約束。發(fā)動(dòng)機(jī)的控制問題可以用三個(gè)向量來定義：y(t)=(y1,y2,y3,y4)u(t)=(u1,u2,u3,u4)x(t)=(x1,x2,x3）式中，y(t)向量為系統(tǒng)的輸出變量；x(t)向量為描述發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的向量；u(t)為控制向量三、汽油電子噴射系統(tǒng)2、控制規(guī)律

三、汽油電子噴射系統(tǒng)3、電子汽油噴射系統(tǒng)的主要部件電子汽油噴射系統(tǒng)主要由電動(dòng)油泵、燃油濾清器、燃油壓力調(diào)節(jié)器、電磁噴油器、各種傳感器等部件組成。（1）電動(dòng)油泵電動(dòng)油泵為永磁電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的滾柱式油泵。其功能是以一定壓力向發(fā)動(dòng)機(jī)燃油系統(tǒng)供油。電動(dòng)油泵工作時(shí)，汽油由電動(dòng)油泵的進(jìn)油口進(jìn)入壓油腔，經(jīng)滾子泵提高壓力后，流過單向閥，經(jīng)蓄壓器流入濾清器。電動(dòng)油泵供給的燃油量要比發(fā)動(dòng)機(jī)要求的供油量大，以滿足各種工況下的供油壓力的要求。（2）燃油濾清器

燃油濾清器裝于燃油泵和燃油壓力調(diào)節(jié)器之間，其功用是濾去燃

油中的雜質(zhì)，以免使分配器及噴油器堵塞，導(dǎo)致誤動(dòng)作或損壞。

三、汽油電子噴射系統(tǒng)3、電子汽油噴射系統(tǒng)的主要部件電子汽油噴射系統(tǒng)主要由電動(dòng)油泵、燃油濾清器、燃油壓力調(diào)節(jié)器、電磁噴油器、各種傳感器等部件組成。（1）電動(dòng)油泵：電動(dòng)油泵為永磁電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的滾柱式油泵。其功能是以一定壓力向發(fā)動(dòng)機(jī)燃油系統(tǒng)供油。電動(dòng)油泵工作時(shí)，汽油由電動(dòng)油泵的進(jìn)油口進(jìn)入壓油腔，經(jīng)滾子泵提高壓力后，流過單向閥，經(jīng)蓄壓器流入濾清器。電動(dòng)油泵供給的燃油量要比發(fā)動(dòng)機(jī)要求的供油量大，以滿足各種工況下的供油壓力的要求。（2）燃油濾清器：燃油濾清器裝于燃油泵和燃油壓力調(diào)節(jié)器之間，其功用是濾去燃

油中的雜質(zhì)，以免使分配器及噴油器堵塞，導(dǎo)致誤動(dòng)作或損壞。

三、汽油電子噴射系統(tǒng)3、電子汽油噴射系統(tǒng)的主要部件電子汽油噴射系統(tǒng)主要由電動(dòng)油泵、燃油濾清器、燃油壓力調(diào)節(jié)器、電磁噴油器、各種傳感器等部件組成。（3）燃油壓力調(diào)節(jié)器：燃油壓力調(diào)節(jié)器的作用是根據(jù)進(jìn)氣歧管絕對壓力的變化來調(diào)節(jié)系統(tǒng)油壓（燃油總管油壓），使噴油器的噴油絕對壓力即燃油供給系統(tǒng)和進(jìn)氣管壓力兩者之間