汽車系統(tǒng)中電瓶是如何進(jìn)行充電的
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(文章來(lái)源:百家號(hào))
? ? ? ?汽車是通過(guò)發(fā)電機(jī)為電瓶充電的,12V電瓶多久能充滿取決于電瓶剩余電量、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、當(dāng)前用電量等諸多因素。而發(fā)電機(jī)是發(fā)動(dòng)機(jī)直接傳動(dòng)的,并不是輪胎傳動(dòng),我們看看發(fā)電機(jī)在發(fā)動(dòng)機(jī)上的位置:
發(fā)電機(jī)位于發(fā)動(dòng)機(jī)前端,通過(guò)皮帶與曲軸帶輪輪連接,因此只要發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)、曲軸皮帶輪就會(huì)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。同時(shí)曲軸皮帶輪的直徑遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于發(fā)電機(jī)帶輪的直徑,因此發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速高于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)怠速在800轉(zhuǎn)/分的時(shí)候,發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速已經(jīng)超過(guò)2000轉(zhuǎn)/分了,這樣做的目的就是提高了發(fā)電機(jī)效率,發(fā)電機(jī)工作是需要轉(zhuǎn)速支持的,低轉(zhuǎn)速時(shí)其發(fā)電量也會(huì)低很多,不能滿足車輛充電用電的需求。
汽車發(fā)電機(jī)是把動(dòng)能轉(zhuǎn)換為電能的設(shè)備。其工作原理也很簡(jiǎn)單,與其他類型發(fā)電機(jī)是一樣的,都是利用了電磁感應(yīng)現(xiàn)象。如果用閉合電路的一部分導(dǎo)體,放在磁場(chǎng)里反復(fù)的做切 割磁力線運(yùn)動(dòng)時(shí),那么導(dǎo)體內(nèi)就會(huì)感應(yīng)出電流來(lái)。且電流的方向跟磁場(chǎng)方向、導(dǎo)體做切割磁力線運(yùn)動(dòng)方向有關(guān)系。
轉(zhuǎn)子則是通過(guò)一對(duì)碳刷來(lái)供電,轉(zhuǎn)子接通電源產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng),當(dāng)轉(zhuǎn)子在發(fā)動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)之下轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)的時(shí)候,也就產(chǎn)生了一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。而定子的三組線圈則感應(yīng)出三相電流,經(jīng)過(guò)二極管整流后輸出直流電 ,為電池充電、為車上電器供電。電原理圖如下:
F端就是轉(zhuǎn)子供電端子,通過(guò)碳刷、換向器與轉(zhuǎn)子線圈連接。而發(fā)電機(jī)輸出電壓高低則是由轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)大小來(lái)調(diào)節(jié),磁場(chǎng)大小則由勵(lì)磁電壓高低來(lái)決定。發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電壓則由調(diào)節(jié)器來(lái)供給,調(diào)節(jié)器根據(jù)發(fā)電機(jī)輸出電壓高低來(lái)調(diào)整轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電壓高低,使發(fā)電機(jī)最高電壓不超過(guò)14.5V。
在這之前我們要了解一下車輛電器的功率。以某國(guó)產(chǎn)車14V100A的發(fā)電機(jī)為例,怠速時(shí)打開(kāi)遠(yuǎn)光燈、空調(diào)、音響,測(cè)試一下工作電流:
可以看到上述電器開(kāi)啟時(shí)電瓶輸出電流已經(jīng)達(dá)到53A。53A的電流是電瓶提供的嗎?當(dāng)然不是,是發(fā)電機(jī)提供的。我們測(cè)量一下發(fā)電機(jī)端的電流:發(fā)電機(jī)此時(shí)輸出56A的電流,電瓶充電電流只有3A。如果怠速下開(kāi)空調(diào)、開(kāi)遠(yuǎn)光、開(kāi)音響,那么電瓶很難充電。當(dāng)關(guān)掉用電器以后,發(fā)電機(jī)最大輸出電流在35A左右。
這個(gè)電流可以理解為怠速下電瓶最大充電電流,當(dāng)然汽車的其他電子元件也會(huì)耗電,但是電流小,這里忽略不計(jì)。這個(gè)30A左右的充電電流并不是一直會(huì)保持的,這個(gè)電流取決于電瓶放電深度,電瓶電壓低、剩余電量低,則充電電流大。30A的充電電流也只能維持很短的一段時(shí)間,隨著電瓶電壓的上升,充電電流會(huì)不斷下降。如果配備60Ah的電瓶,在電量放空的情況下,完全充滿電需要3小時(shí)左右。