一種汽車充電系統(tǒng)狀態(tài)及故障檢測顯示系統(tǒng)和方法

摘 要：本文提供一種汽車充電系統(tǒng)狀態(tài)及故障檢測顯示系統(tǒng)和方法，實現(xiàn)了實時監(jiān)控顯示汽車充電系統(tǒng)的工作狀態(tài)，指示發(fā)電機輸出電壓過高、過低，發(fā)電機不發(fā)電，蓄電池虧電等故障，保證了充電系統(tǒng)正常工作，便于了駕駛?cè)藛T及時準確地發(fā)現(xiàn)故障隱患，確保行駛安全。

關鍵詞：充電系統(tǒng)；發(fā)電機；蓄電池；故障檢測

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.11.132

1 汽車充電系統(tǒng)現(xiàn)狀

隨著汽車智能化水平的提高，汽車中各種電控系統(tǒng)的應用越來越多，使得整車用電的負荷也在逐步增大，由此保證汽車發(fā)電機有一個正常的工作狀態(tài)就顯得更為重要。尤其是電控系統(tǒng)的汽車，一旦電源系統(tǒng)失效，將嚴重威脅電控系統(tǒng)的工作安全，甚至可以導致汽車死火。而現(xiàn)有的汽車通常采用其充電系統(tǒng)中的指示燈來指示發(fā)電機的工作狀態(tài)：指示燈點亮，表明發(fā)電機不工作，指示燈熄滅，表明發(fā)電機發(fā)電。但是，指示燈熄滅時，并不能保證發(fā)電機就確實向蓄電池正常充電；此外，現(xiàn)有的汽車充電系統(tǒng)也無法顯示出發(fā)電機輸出電壓的過高、過低，更不能顯示出蓄電池是否處于虧電的狀態(tài)。因此，現(xiàn)有技術尚有待改進和發(fā)展。

本文提供一種汽車充電系統(tǒng)狀態(tài)及故障檢測顯示系統(tǒng)和方法，可以較低的成本安全可靠實時地全面檢測和顯示出汽車充電系統(tǒng)的工作狀態(tài)，指示發(fā)電機輸出電壓過高、過低，發(fā)電機不發(fā)電，蓄電池虧電等故障，便于駕駛?cè)藛T及時發(fā)現(xiàn)故障隱患。

2 汽車充電系統(tǒng)常見故障及影響

汽車充電系統(tǒng)中發(fā)電機輸出電壓過低，將會使蓄電池充電不足，影響發(fā)動機的起動，造成蓄電池損壞，也會使用電設備難以正常工作，影響用電設備工作性能，甚至影響汽車的動力性、經(jīng)濟性。

汽車充電系統(tǒng)中發(fā)電機輸出電壓過高，將會使蓄電池過充電，造成蓄電活性物質(zhì)大量脫落，并加速蒸餾水的消耗，使極板外露而氧化早期損壞；當充電電壓從14.5伏提高到15.5伏時，蓄電池的使用壽命將會顯著下降，實際證明，充電電壓每提高10%，蓄電池的壽命將縮短1/3，這對蓄電池的壽命影響極大；發(fā)電機的輸出電壓長時間高于正常工作電壓值，也將影響汽車用電設備使用壽命，由于電子元器件對過電壓的敏感性，極易受到過高電壓沖擊而損壞，嚴重影響了汽車工作性、安全性。

如果蓄電池虧電嚴重，同樣將會為汽車的正常使用帶來嚴重的影響，造成電控系統(tǒng)工作失常，點火能量不足、噴油量減少，發(fā)動機怠速不穩(wěn)、嚴重時導致發(fā)動機無法起動等。

由此可知，一旦汽車充電系統(tǒng)電壓長時間過低或過高，或者蓄電池虧電嚴重等，都會造成不應有的損失。

3 汽車充電系統(tǒng)狀態(tài)及故障檢測顯示系統(tǒng)

圖1是汽車充電系統(tǒng)狀態(tài)及故障檢測顯示系統(tǒng)圖，該系統(tǒng)包括充電指示燈103，發(fā)電機107、穩(wěn)壓電源104、控制器105、檢測器106、蜂鳴器108以及三個三極管BG1、BG2和BG3。

101點火開關、102保險、103充電指示燈、104穩(wěn)壓電源、105控制器、106檢測器、107發(fā)電機、108蜂鳴器、BG1三極管、BG2三極管、BG3三極管。

點火開關101—點火開關，控制電源接通與斷開。

保險102—保護電路。

充電指示燈103—充電指示燈，常亮、長滅、低頻閃爍、高頻閃爍指示充電系統(tǒng)不同工作狀態(tài)與故障。

穩(wěn)壓電源104—為系統(tǒng)提供穩(wěn)定電源，保證參考電壓穩(wěn)定。

控制器105—接收檢測器106信號、控制三極管BG1、BG2、BG3工作。

檢測器106—檢測發(fā)電機107“L”“B”端子電壓變化，為檢測器106提供信號。

發(fā)電機107—發(fā)動機配備的硅整流發(fā)動機。

蜂鳴器108—在蓄電池虧電時發(fā)出報警聲。

三極管BG1、BG2、BG3—接受控制器105的控制，實現(xiàn)導通與斷開。

工作原理：接通點火開關（發(fā)動機靜止），三極管BG1導通，充電指示燈103點亮，表明汽車充電系統(tǒng)及故障檢測顯示系統(tǒng)工作正常；若充電指示燈103不亮，表明充電系統(tǒng)中充電指示燈、充電線路、發(fā)電機及調(diào)節(jié)器有故障。

在用啟動機起動發(fā)動機時（或發(fā)動機靜止時接通點火開關）、若蓄電池電壓低于10伏，檢測器106檢測到發(fā)電機107的+B端子低于10伏，就向所述控制器105發(fā)出信號控制三極管BG3導通，蜂鳴器108發(fā)出“嘀嘀嘀……”的報警聲音，表明蓄電池嚴重虧電，需要修理或更換。

發(fā)動機啟動后，檢測器106檢測到發(fā)電機107“L”端子檢測發(fā)電機發(fā)電狀態(tài)，若發(fā)電機107正常發(fā)電（12.5伏—15伏），檢測器106就向所述控制器105發(fā)出信號控制三極管BG1斷開，指示燈103熄滅，表明發(fā)電機向蓄電池正常充電。

發(fā)動機正常運行時，若發(fā)電機107的輸出電壓過高，檢測器106檢測到發(fā)電機107“+B”端子的輸出電壓高于15伏時，述控制器105發(fā)出信號控制三極管BG2高頻通斷，指示燈103高頻閃爍，表明發(fā)電機107的輸出電壓高于上限設定值，及時維修。

發(fā)動機正常運行時，若發(fā)電機107的輸出電壓過低，檢測器106

檢測到發(fā)電機107“+B”端子的輸出電壓低于12.5伏時，述控制器105發(fā)出信號控制三極管BG2低頻通斷，指示燈103低頻閃爍，表明發(fā)電機107的輸出電壓低于下限設定值，及時維修。

狀態(tài)指示表：

4 結(jié)語

此汽車充電系統(tǒng)狀態(tài)及故障檢測顯示系統(tǒng)和方法與現(xiàn)有充電指示系統(tǒng)相比，不僅指示發(fā)電機充電、不充電狀態(tài)，還能指示出發(fā)電機輸出電壓的過高、過低，以及蓄電池虧電狀態(tài)。實現(xiàn)了充電系統(tǒng)實時監(jiān)控，便于了駕駛?cè)藛T及時準確地發(fā)現(xiàn)故障隱患，確保車輛安全運行。

作者簡介：張興安（1967-），男，山東萊蕪人，本科，汽車維修高級技師，教師，研究方向：汽車檢測與維修技術。