汽車只要啓動後電瓶就會立刻充電的。發動機運轉時發電機轉速是高於發動機轉速的,發電機轉動後只要有勵磁電壓那麼發電機就會發電。
發電電壓高低與發電機轉速、勵磁電壓高低有直接關係。有一些汽車電瓶負極上帶有電流傳感器,當電瓶電壓高於設定值的時候即使發電機發電那麼電瓶也不會得到充電的,也就是電瓶不虧電時車輛啓動後電瓶也得不到充電,這種情況下判斷髮電機是否發電,只要把電流傳感器插頭拔下來,如果電瓶兩端電壓升高那麼説明發電機工作正常。我們看一下汽車發電機的組成:
主要零部件就是轉子、定子、整流二極管,其中定子上繞了三相線圈,轉子同樣帶有多組線圈,通過集電環(銅頭)供電。二極管則是用來整流用,交流變直流。看完實物圖我們再看一下原理圖:
汽車用的交流發電機工作原理很簡單,典型的磁生電原理。轉子線圈通電後自然會產生一個磁場,而轉子旋轉時自然也就產生了旋轉磁場。轉子在定子線圈內,因此旋轉磁場產生的時候定子內的三相線圈自然也就感應出來了電流,不過這是三相交流電需要經過二極管整流後才能輸出直流電。磁場強弱、轉子轉速高低都會影響定子繞組感應電流大小,輸出電壓高低。因此轉子供電電壓必須控制,以便控制發電機輸出電壓高低。轉速低的時候可以適當提高勵磁電壓,提高發電機輸出電壓,轉速過高時可以適當降低勵磁電壓,防止輸出電壓過高。控制勵磁電壓高低的任務則是有電壓調節器做到的:
原理就是開關三極管根據電池端電壓通斷,電壓高則切斷勵磁電壓,電壓低則接通勵磁電壓,如此反覆開開關關就可以保證發電機輸出保持電壓在13-14.2V之間,可以為蓄電池恆壓充電、同時也為汽車電器提供電源。
我們找一輛車實際來測量一下啓動後發電機電流
:這是一台1.6L自吸的車輛,啓動後怠速遠轉時發電機輸出電流為40A。但是這40A電流並不是電瓶的充電電流,而是電瓶充電+汽車耗電。我們看一下汽車啓動後所有電器用電的電流:
可以看到全車用電器電流在11A左右,我們再看看電瓶充電電流有多大:
此時電瓶充電電流在29A左右。可以看到車輛啓動後,怠速運轉時電瓶是可以得到補充電的,怠速遠轉時電瓶充電電流可以達到30A上下。當然這個電流並不是一成不變的,與電瓶剩餘電量有關係,虧電嚴重則大電流保持時間會長一些,電壓高則電流會小一些。
一般情況下車輛啓動後短時間內充電電流比較大,這樣可以快速的補充電瓶虧空電流。因為汽車放置時的暗電流、電瓶內部自放電也會使電瓶電壓降低,啓動雖然時間短但是啓動電流高達上百安。因此啓動後電瓶的充電電流會比較大,幾分鐘就可以把啓動車輛耗費的電能補回來,車輛啓動時大約消耗掉0.3Ah電量,車輛啓動後一分鐘左右就可以把啓動機消耗的電能補充完畢。