別克世紀3.0轎車蓄電池供電能力試驗研究

潘正軍

摘要：汽車上有蓄電池和發電機兩個電源。其功能是保證汽車各用電設備在不同工況下都能正常工作。本文以蓄電池供電能力實驗研究為課題，針對別克世紀3.0轎車，在實驗中利用蓄電池檢測儀、萬用表等工具完成了蓄電池充放電實驗和應急救援實驗。

關鍵詞：蓄電池;供電能力;應急救援

1 ?蓄電池的功用和分類

車用蓄電池一般具有起動供電、怠速供電、過載供電、儲存電能和充當電容的作用。

蓄電池根據電解液酸堿性的不同可以分為堿性蓄電池和酸性蓄電池兩種。車用蓄電池一般為起動型鉛酸蓄電池，電解液是稀硫酸水溶液。根據加工工藝的不同，汽車用鉛酸蓄電池還分為普通型﹑干荷電型﹑濕荷電型和免維護型等。別克轎車蓄電池一般為濕荷電型蓄電池。

2 ?別克轎車用電設備綜合分析

2.1 別克3.0轎車電源部分電路圖分析

轎車發電機的作用是提供操作車輛電氣系統的電壓，并給蓄電池充電。電流流過轉子產生磁場，當轉子由發動機驅動時磁場轉動切割磁力線，在定子繞組中產生交流電壓，交流電壓由橋式整流器轉換為直流電，由蓄電池端子供給電氣系統和蓄電池充電。發電機數字調節器采用數字技術，供給轉子電流，從而控制輸出電壓，轉子電流與數字調節器所提供的電脈沖寬度成比例。當點火開關置于 RUN運行位置，動力系統控制模塊PCM提供電壓給端子L，從而開啟數字調節器。窄脈沖寬度供給轉子，產生一個弱磁場，當發動機啟動后，數字調節器通過檢測定子的交流電壓（通過內部導線），傳感發電機轉動。一旦發動機運轉，數字調節器則通過控制脈沖寬度來改變磁場電流，這樣就可調節發電機輸出電壓，為蓄電池適當充電，使電氣系統正常操作。電壓一直通過電路2740從發動機罩下附件導線接線盒中保險18供給發電機端子S，這種方法可以更好地測量系統工作電壓。動力傳動系統控制模塊PCM也通過23電路使用F端子，監測發電機工作情況。動力系統控制模塊PCM控制帶固態燈驅動器的充電指示燈，當燈驅動器檢測到一個或者所有的下述情形就變亮：當檢測到低電壓（低于11.2V）;當檢測到高電壓（高于16.5V）;當檢測到發電機停止運轉。（圖1）

2.2 別克轎車整車用電設備概況

汽車上用電設備數量很多，大致可以分為以下幾種：

①啟動系：由起動機及控制電路組成，作用是啟動發動機。它由蓄電池供電，將電能轉變為機械能帶動發動機轉動。完成啟動任務后，立即停止工作。主要包括啟動電機，啟動繼電器，左冷卻風扇，右冷卻風扇。

②點火系：點燃氣缸內被壓縮的可燃混合氣。它是汽油機不可缺少的部分，其功能是按發動機其功能是按發動機工作順序產生高壓電并通過火花塞跳火，保證適時、準確地點燃氣缸內的可燃混合氣。有傳統點火系統及電子點火系統之分。而別克轎車大都使用電子點火系統。主要包括點火開關，點火線圈，噴油器，分電器。

③照明及信號：包括車內和車外的照明燈具，如近光燈、遠光燈、轉向燈、霧燈、剎車燈、倒車燈等。確保車內外一定范圍內合適的照度及車輛夜間行駛的必要的照明。信號裝置：包括電喇叭、閃光器、蜂鳴器及各種信號燈，主要用來提供安全行車所必要的信號。

④儀表、報警及顯示裝置：用來監視汽車內的各種工況。主要包括：電流表、電壓表、水溫表、車速里程表、發動機轉速表、各種報警燈（電子顯示裝置等）。

⑤舒適與安全裝置：為駕駛員提供良好的工作條件和舒適的乘坐環境。主要包括：電動車窗、空調裝置、音響設備、衛星導航和定位系統及防盜裝置點煙器，雨刮電機，雨刮噴水電機，電子巡航系統，ABS泵。

3 ?別克轎車蓄電池供電能力實驗研究

3.1 電源系統的供電結構

在啟動發動機時蓄電池向起動機及點火系統等提供電能，在發動機工作時由發動機帶動發電機向用電設備提供電能，并向蓄電池充電。汽車全車的用電設備全部采用并聯連接;單線制即從電源到用電設備使用一根導線連接，而另一根導線則用汽車車體或發動機體的金屬部分代替，稱為“負極搭鐵”。單線制可節省導線，使線路簡化、清晰，便于安裝與檢測。

3.2 蓄電池充放電實驗研究數據分析

本實驗的對象是別克世紀3.0，實驗設備是蓄電池檢測儀，檢測蓄電池在充電過程中的一些參數信息。首先是蓄電池充電實驗過程如下：

①測試條件：確保汽車處于熄火狀態并關閉車內所有電器、汽車電瓶電壓等級為12V或24V，在進行實驗前確保實驗所用的蓄電池處于虧電狀態。

②使用充電機給蓄電池充電，正極接正極，負極接負極，打開充電機，選擇12V電壓并打開慢充模式，開始給別克的蓄電池充電。

③在充電過程中，蓄電池充電采用蓄電池檢測儀，測試時間是開始5分鐘一次，中間20分鐘一次，結尾5分鐘一次，在采集數據之前應關閉汽車霧燈并等待3分鐘。

④采集數據時用的是蓄電池檢測儀，在采集數據之前應切斷充電機的電源，在等待3分鐘之后，就可以采集數據。將蓄電池檢測儀的紅色夾子連接蓄電池的正極，黑色連接蓄電池的負極，如果蓄電池被識別狀態正常，檢測儀將自動起動并顯示蓄電池的當時的電壓。正常使用時電源指示燈會亮，當發現紅色指示燈亮起時表示蓄電池夾的正負極接反了。

⑤檢測儀通電后會直接顯示蓄電池當前電壓，根據轎車蓄電池的規格選擇12V并按ENTER鍵進入主菜單，進入主菜單后選擇電池測試，測試的結果分兩頁顯示，一次為蓄電池的SOC/電量、SOH/實測容量、IR/蓄電池內阻等，然后記錄下蓄電池檢測儀上的參數信息，之后的每一次采集數據都是這樣。

而蓄電池的放電實驗是在蓄電池處于飽和狀態下進行的，實驗前也是要檢測車輛和蓄電池，需要滿足測試條件：確保汽車處于熄火狀態并關閉車內電器、汽車電瓶電壓等級為12V或24V。蓄電池放電選擇是打開汽車霧燈，汽車的霧燈電壓為12V，就這樣持續放電，開始10分鐘一次，中間30分鐘一次，結尾10分鐘一次，在采集數據之前應關閉汽車霧燈并等待3分鐘，一次一次的采集數據直到蓄電池虧電。

3.3 別克3.0轎車自然狀態下發電機供電能力實驗研究

根據別克3.0蓄電池的充電初步得到蓄電池數據參數，數據處理得蓄電池充放電的電量與內阻和CCA與電量的關系。可知，在汽車處于熄火狀態時，隨著給蓄電池充電和放電得出的數據表明蓄電池的電量越大，而蓄電池的內阻就越小，但內阻的變化不大。蓄電池的CCA與蓄電池的電量相關，電量越小，CCA值就越小。

4 ?蓄電池應急救援能力實驗研究

4.1 蓄電池的應急救援的目的及意義

隨著車輛的急劇增加，交通擁堵成了家常便飯，汽車在不斷的處在起步和怠速的狀態當中，有一部分汽車由于各種原因熄火以至無法起動，其中原因之一就在于蓄電池虧電，導致無論是在高速還是街道，會時常看到應急拖車的場景。通過應急啟動實驗觀察：救援與被救援車輛的電源系統的CCA、SOC關系。

4.2 應急救援實驗研究

實驗的對象是別克3.0和帕薩特1.8T。主要是用別克3.0救援帕薩特1.8T。實驗的主要步驟是：

①本實驗主要是帕薩特1.8T是被救，條件是帕薩特1.8T僅因為蓄電池虧電而無法起動，別克3.0可以正常起動。

②連接跨界電纜，必須關閉兩車輛的點火開關，電纜正極接正極，負極接負極，連接電纜時，注意電纜不能和發動機艙內的旋轉零件接觸。

③起動別克3.0發動機，用發動機綜合分析儀觀察發電機的供電。

④緊接著起動帕薩特1.8T發動機，起動之后馬上熄火，拆除跨接電纜，等待3分鐘，用蓄電池檢測儀檢測別克3.0蓄電池參數，這樣反復實驗直到帕薩特1.8T無法起動。

根據實驗數據，用發動機綜合分析儀測出別克3.0轎車發動機當量轉動慣量。由實驗可知，慣量小，起動阻力矩小。當別克3.0電量有5%，電壓11.85V時，帕薩特1.8T仍然可以起動成功。別克3.0的電量還有0%，電壓11.35V時，帕薩特1.8T無法起動，而別克3.0正常起動，當別克3.0的電量還有0%，電壓11.19V時，兩個車子都無法起動，當別克3.0的電量還有0%，電壓11.78V時，別克3.0正常起動，帕薩特1.8T勉強起動。由此看出別克3.0應急救援帕薩特1.8T主要靠的是救援車輛的蓄電池的CCA，SOC狀態。

參考文獻：

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