任务三
混合动力汽车充电系统检测维修

一辆行驶里程约150000km的比亚迪 · 秦混合动力汽车，车主反映该车在HEV-SPORT模式起动后，仪表板上有些指示灯处于常亮状态。维修人员试车后发现蓄电池的充电指示灯常亮。维修技师分析后认为发动机的充电系统出现了故障，需要检修。请你根据所学知识完成发动机充电系统的检测维修。

学习目标

1）掌握交流充电机及蓄电池的组成。

2）能够根据铭牌信息区分不同类型的发电机及蓄电池。

3）能够掌握蓄电池的工作原理。

4）能根据充电系统的故障现象进行故障排除。

知识储备

汽车充电系统由发电机、蓄电池、调节器及充电状态指示灯组成。它的作用包括为蓄电池充电及发动机工作时向电器元件供电。

发电机作为汽车运行中的主电源担负着向起动系统以外的所有用电设备供电及向蓄电池充电的任务。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，随着发动机转速的升高，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，蓄电池就与发电机一起给电器系统供电。

由于发电机是由发动机经传动带驱动旋转的，所以当发动机的转速变化时发电机输出的电压也是变化的。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，保证发电机在转速和负荷变化时输出稳定电压。

一、发电机

1.交流发电机的组成及原理

（1）交流发电机的组成

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、为蓄电池充电的任务。目前汽车用发电机为交流发电机。交流发电机主要由带轮、前端盖、轴承、风扇、转子、集电环、定子、后端盖、电刷、电压调节器、外罩等组成，如图1-3-1所示。其中转子的作用是产生旋转磁场；定子产生和输出交流电；整流器将定子绕组产生的三相交流电转变成直流电输出，并阻止蓄电池的电流向发电机倒流。

（2）交流发电机的类型

按总体结构不同，交流发电机分为普通交流发电机、整体式交流发电机、带真空泵的交流发电机、无刷交流发电机、永磁交流发电机。

（3）交流发电机的工作原理

交流发电机产生交流电的基本原理是电磁感应原理，即利用产生磁场的转子旋转使穿过定子绕组的磁通量发生变化，在定子绕组内产生感应电动势。根据电磁感应原理，当转子绕组中通入直流电时会产生磁场，如图1-3-2所示。

交流发电机在转子外部采用三相对称绕组，当转子旋转时，旋转的磁场和三相绕组之间产生相对运动，在三相绕组中分别产生交流电流，如图1-3-3所示。

2.交流发电机的常见故障及成因

1）汽车发电机不发电：传动带过松打滑、整流二极管被击穿短路或断路、励磁绕组短路或断路、三相定子绕组之间短路或搭铁、转子滑环严重氧化脏污、电刷架损坏或电刷卡住。

2）汽车发电机电量过大：汽车电流表的指针总是偏转到最大位置。

3）汽车发电机电量过小：起动发动机后提高发动机转速，如果电流表指示较小的充电电流，则说明存在故障；一般是由于调节器技术状态不佳、充电线路中电阻突然增大或发电机本身的电压不足导致的。

4）汽车发电机发电不稳：发动机在怠速以上转速运转时，如果电流表指针出现左右摆动则表示蓄电池处于间歇充电状态。

5）汽车发电机异响：异响的部位可能在电机轴承、传动带、电刷；这类故障产生的原因包括发电机轴承损坏后转子与定子摩擦、发电机的风扇叶松动。

6）汽车发电机的传动带异响现象：传动带松弛、打滑，发出吱吱的响声；产生的原因包括传动带老化、磨损、传动带过窄等，另外，在行驶过程中如遇下雨和路面积水，会有飞溅积水中的杂质存留在传动带纹路中，在发动机冷车运转过程中产生干磨造成异响。

7）汽车发电机带轮过热现象：打滑摩擦生热产生的原因包括发电机传动带过松、发电机定子线圈短路，或轴承损坏造成定子转子相互刮擦生热，热量传至带轮。

3.交流发电机的常见故障检测方法

1）发电机电压检测：将万用表选择在直流电压档，黑、红表笔分别接搭铁和发电机电枢接线柱，用手转动带轮，万用表指针应有摆动，否则发电机不发电。

2）发电机异响检测：通过观察发电机传动带是否平整、有无裂纹及污渍、松紧度、磨损程度判断传动带是否完好。

二、蓄电池

1.蓄电池的功能及种类

（1）蓄电池的作用

蓄电池是一种将电能以化学能的形式储存并可将化学能转化为电能的装置。蓄电池是汽车上的两个电源之一，是一种可逆直流电源，其功能主要有供电、储电、稳压。

1）供电：在发电机不发电时或电压较低时，由蓄电池向用电设备供电（如起动发动机时，向起动系统、点火系统以及收音机、点烟器及常用灯光等供电）。

2）储电：当发动机高速运转，发电机电压高于蓄电池的充电电压时，蓄电池将发电机发出的多余电能存储起来（充电）。

3）稳压：蓄电池起到整车电气系统的电压稳定器作用，它可以吸收电路中的瞬时电压、缓和电气系统的冲击电压，保持汽车电气系统电压的稳定，保护汽车上的电子元件。

（2）蓄电池的类型及型号

1）蓄电池类型：目前汽车上常用的蓄电池主要有普通蓄电池、干荷蓄电池和免维护蓄电池，如图1-3-4所示。

①普通蓄电池：极板由铅和铅氧化物构成，电解液是硫酸的水溶液，在初次使用时需加注电解液并充电。其主要优点是电压稳定、价格便宜；缺点是比能量（每千克蓄电池存储的电能）低、使用寿命短、日常维护繁杂。

②干荷蓄电池：全称是干式荷电铅酸蓄电池，初次使用时无需充电，加入电解液即可。它的负极板具有较高的储电能力，完全干燥情况下能在两年内保存所得到的电量，但维护比较麻烦。

③免维护蓄电池：由于自身结构上的优势，电解液的消耗量非常小，使用时无需加注和补充电解液，使用寿命一般为普通蓄电池的两倍。它还具有耐振动、耐高温、体积小、自放电小、维护方便的特点；但缺点是价格略高、使用寿命相对较短。

2）蓄电池型号：根据JB2599-85铅蓄电池产品型号编制方法，蓄电池型号由以下几部分组成，如图1-3-5所示。

①第一部分是阿拉伯数字：表示该电池总成由几个单格电池组成，其额定电压为这个数字的2倍。

②第二部分表示电池用途：汽车蓄电池是用起动型的“起”字的汉语拼音首字母“Q”表示；摩托车蓄电池代号以“M”表示；内燃机蓄电池代号以“N”表示。

③第三部分表示结构特征代号（表1-3-1），可省略不用：例如干荷式蓄电池以“A”表示，湿荷式蓄电池用“H”表示，免维护式蓄电池用“W”表示，无字母为普通式蓄电池。

④第四部分指20h放电率时的额定容量，单位为A · h，以阿拉伯数字表示。

⑤第五部分指特殊性能，用字母表示：例如“G”表示高起动率，“S”表示塑料槽，“D”表示低温起动性好。

2.蓄电池的工作原理

汽车蓄电池是一种存储电能的装置，一旦连接外部负载或接通充电电路便开始其能量转换过程，其工作原理就是化学能与电能之间的相互转化。蓄电池在工作过程中有放电和充电两个过程，并且蓄电池的充放电过程是可逆的。

放电过程中，在电解液的作用下，正负极板上的含铅物质与电解液发生化学反应，蓄电池将化学能转化为电能而向外供电。蓄电池的放电过程如图1-3-6所示。

蓄电池与外界直流电源相连而将电能转化为化学能存储起来的过程称为充电过程。在发动机正常工作时发出的多余电能由蓄电池存储起来。在充电过程中正负极板上的硫酸铅在电解液的作用下发生反应，将电能转化为化学能存储在蓄电池中，同时电解液的密度增大。蓄电池的充电过程如图1-3-7所示。

实训演练

混合动力汽车低压充电系统检修

请扫描二维码，查看“混合动力汽车低压充电系统检修”技能视频，结合视频内容及相关资料，规范地完成混合动力汽车低压充电系统的检修实训。

实训工具与准备：

1）工具：世达100件工具套装、劳保手套、万用表、钳形电流表等。

2）设备：比亚迪·秦整车、车辆举升机。

3）资料及耗材：比亚迪·秦维修手册、教材及学习工作页、抹布等。

一、实训前准备

1）穿戴好个人防护用品。

2）铺设车内防护三件套。

3）铺设车外防护三件套。

4）检查确认车辆状态正常。

二、发电机的基本检查

1）举升车辆至合适高度，目视检查发电机传动带是否存在老化、磨损等现象，如图1-3-8所示。

2）用拇指用力压发电机传动带，检查发电机传动带张力是否合适，如图1-3-9所示。

3）检查发电机连接线束是否松动、老化。

4）检查完毕，降下车辆。

三、低压蓄电池检测

1.低压蓄电池基本检查

1）检查低压蓄电池正负极桩是否存在氧化、腐蚀等情况，如图1-3-10所示，检查正负极电缆连接是否牢靠。

2）检查低压蓄电池外观是否整洁，有无变形和破损。

2.低压蓄电池静态检测

1）取出万用表并校准。

2）将万用表调至直流电压档，检测蓄电池静态电压，其标准值范围为12～14V，如图1-3-11所示。

3）若测量值与标准值不符，则说明蓄电池亏电或损坏，需要对蓄电池进行充电或更换。

四、充电系统电路检测

1）将万用表调至电阻档，检测发电机与蓄电池之间熔丝的阻值，其标准值应小于1Ω。

2）若与标准值不符，则需更换熔丝。

3）起动发动机至怠速运转，将万用表红色表笔连接发电机输出端子，黑色表笔连接车身搭铁。

4）测量发电机发电电压，其标准值范围为13.5～14.5V，若测量值与标准值不符，则说明发电机充电系统电路损坏，需进一步检修。

5）选择EV模式，测量DC/DC变换器输出电压值，如图1-3-12所示，其标准值范围为13.5～14.5V，若测量值与标准值不符，则说明DC/DC变换器损坏，需更换或维修。

五、充电电压和电流检测

1.充电电压检测

1）打开车辆电源开关，起动发动机，使发动机转速升至2500r/min左右。

2）将万用表调至电压测试档，测量发电机充电时的蓄电池电压，其标准值范围为13.5～14.5V，若测量值与标准值不符，则说明充电系统存在故障，需进一步检修。

3）检测完成后，取下万用表。

2.充电电流检测

1）取出钳形电流表并校准，将钳形电流表调至电流测试档，将蓄电池正极电缆放入钳口进行测量。

2）起动发动机，使发动机转速升至2500r/min左右，记录钳形电流表数值，如图1-3-13所示，其标准值范围为1.5～4A。

3）若测量值与标准值不符，则说明充电系统存在故障，需进一步检修。

4）检测完成后，取下钳形电流表，关闭车辆电源开关。

六、低压蓄电池拆装

1.驾驶员座椅拆卸

1）比亚迪 · 秦的低压蓄电池位于驾驶员座椅下方，若想拆卸蓄电池需先将驾驶员座椅拆掉。

2）使用16mm长套筒、棘轮扳手组合工具拆卸驾驶员座椅的4颗固定螺栓，并取下，如图1-3-14所示。

3）断开驾驶员座椅的2个线束插接器，如图1-3-15所示，取下驾驶员座椅。

2.低压蓄电池拆卸

1）使用10mm套筒、棘轮扳手组合工具拧松蓄电池负极电缆固定螺母。

2）断开蓄电池负极电缆，并做绝缘处理。

3）断开蓄电池低压插接器，拆下蓄电池配电盒盖。

4）使用13mm套筒、接杆、棘轮扳手组合工具拆卸蓄电池正极电缆的2颗固定螺栓。

5）使用10mm套筒、接杆、棘轮扳手组合工具拆卸蓄电池配电盒固定螺栓。

6）将蓄电池配电盒抬起，并移到蓄电池外侧，然后使用10mm套筒、接杆、棘轮扳手组合工具拆卸蓄电池的1颗固定螺母，并使用磁力吸棒将其取出。

7）以上述同样方法，拆下另外3颗固定螺母，取出蓄电池。

3.低压蓄电池安装

1）将蓄电池放到原安装位置。

2）使用磁力吸棒将蓄电池的1颗固定螺母放置到安装位置，再使用10mm套筒、接杆、棘轮扳手组合工具将其拧紧。

3）以上述同样方法，安装另外3颗固定螺母。

4）用手依次旋入蓄电池配电盒的1颗固定螺栓和正极电缆的2颗固定螺栓。

5）使用10mm套筒、接杆、棘轮扳手组合工具紧固蓄电池配电盒的1颗固定螺栓。

6）使用13mm套筒、接杆、棘轮扳手组合工具紧固蓄电池正极电缆的2颗固定螺栓。

7）盖上蓄电池配电盒盖，连接蓄电池低压插接器，连接蓄电池负极电缆。

8）使用10mm套筒、棘轮扳手组合工具拧紧蓄电池负极电缆固定螺母。

4.驾驶员座椅安装

1）将驾驶员座椅放到原安装位置。

2）使用16mm长套筒、棘轮扳手组合工具安装驾驶员座椅的4颗固定螺栓。

3）连接驾驶员座椅的2个插接器。

七、整理清洁

按照7S管理标准，整理工具和场地。

任务练习

一、选择题

1.汽车交流发电机多为（　）交流发电机。

A.三相同步

B.两相同步

C.四相同步

2.汽车交流发电机输出的是（　）。

A.交流电

B.直流电

C.高压电

D.闪电

3.交流发电机按总体结构的不同可分为普通交流发电机、整体式交流发电机、带泵的交流发电机、无刷交流发电机、（　）。

A.永磁交流发电机

B.减速交流发电机

C.变速交流发电机

D.高压交流发电机

4.混合动力汽车的主发电机是（　）发电机。

A.直流

B.交流

C.直流交流可互换

D.以上答案均不正确

二、判断题

1.蓄电池是一种将化学能以电能的形式储存并可将化学能转化为电能的装置。（　）

2.蓄电池是汽车上的唯一电源。（　）

3.目前汽车上常用的蓄电池主要有普通蓄电池、干荷蓄电池和免维护蓄电池。（　）

三、简答题

简述蓄电池的基本作用。 JeqP1uzNaZkIikUjuFJdP6PalqmE5X3VF4x53OmUwsLARYt4QDmRkcG0vrTKewAi