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一、汽车电气系统的组成与特点

汽车的发展给人类生活以及整个世界都带来了巨大的变化，早期汽车的发展是以机械设备为主。汽车电气设备是汽车的重要组成部分，随着人们对汽车在速度、灵活性、专用性、可靠性、自动化程度、安全性、经济性、排放量等方面要求的提高，以及电子工业特别是大规模集成电路和计算机技术的飞速发展，汽车电气设备发生了巨大的变化，电子装置和微机控制开始大量应用。各系统部分在结构方面向轻量化、小型化方向发展，在性能方面向免维护（或少维护）、长寿命、高可靠性方向发展。机电一体化、高性能、智能化已成为汽车电气设备发展的必然趋势。

1.汽车电气设备的组成

现代汽车的电气设备种类和数量很多，但总的来说，大致可以分为三大部分，即电源、用电设备、全车电路及配电装置。

1）电源

汽车电源有两个：蓄电池和发电机。发动机启动时，由蓄电池供电；发动机达到某一转速后，由发电机供电。在发电机向用电设备供电的同时，也给蓄电池充电。发电机供电时要采用调节器来保持其输出电压的稳定。

2）用电设备

用电设备包括以下内容：

（1）启动系统。启动系统主要包括启动机及其控制电路，其作用是启动发动机。

（2）点火系统。点火系统用于产生电火花，点燃汽油机中的可燃混合气体。它主要包括点火线圈、点火器、火花塞等。

（3）照明系统。照明系统包括车外和车内的照明灯具，提供车辆安全行驶的必要照明。

（4）信号装置。信号装置包括音响信号和灯光信号两类，提供行车所必需的信号。

（5）仪表与报警装置。仪表与报警装置用于监测发动机及汽车的工作情况，使驾驶员能够通过仪表、报警装置及时监视发动机和汽车运行的各种参数及异常情况，确保汽车正常运行。它包括车速里程表、发动机转速表、冷却液温度表、燃油表、机油压力表和各种报警灯等。

（6）辅助电气设备。辅助电气设备包括风窗电动刮水器、风窗洗涤器、空调系统、汽车视听设备、车窗玻璃电动升降器、电动座椅、电动天窗、电动后视镜等，车用辅助电气设备有日益增多的趋势，主要向舒适、娱乐、安全保障等方面发展。汽车的豪华程度越高，辅助电气设备也就越多。

（7）汽车电子控制系统。汽车电子控制系统主要是指利用微机控制的各个系统。

发动机的微机控制主要有汽油喷射发动机集中控制系统和电控柴油喷射系统。它用于实现发动机的低油耗、低污染，提高汽车的动力性、经济性。

底盘上电子控制系统用于提高汽车的舒适性、安全性和动力性等，主要有电控自动变速器、电控悬架、制动防抱死/防滑控制系统（ABS/ASR）、电控动力转向、牵引力控制、巡航控制等。

车身电子控制系统包括汽车安全性、舒适性控制和信息通信系统，主要有安全气囊、安全带、中央防盗门锁、全自动空调、多功能电动座椅、多媒体界面、电动车窗和满足多种用电设备需求的新型电源管理系统，还有导航系统、车载网络系统、状态监测与故障诊断系统等。

总之，随着汽车电子技术的不断发展，将有越来越多的电子设备应用在汽车上，以提高汽车的安全性、舒适性和方便性。

3）全车电路及配电装置

全车电路及配电装置包括中央接线盒、保险装置、继电器、电气线束及插接件、电路开关等，它们使全车电路构成一个统一的整体。

2.汽车电气设备的特点

汽车电气设备与普通电气设备相比有如下特点。

1）两个电源

各用电设备均与蓄电池、发电机并联。发电机为主电源，可提供汽车运行时各用电设备的用电；蓄电池为辅助电源，主要供启动时用电。

2）低压直流电

蓄电池作为汽车上的电源之一，始终是直流电，主要用于发动机启动时为启动机供电。当蓄电池放电完毕后必须由直流电源对其进行充电，因此，汽车上的发电机也必须输出直流电。

汽车电气系统的额定电压主要有12V和24V两种。目前汽油机普遍采用12V电源，重型柴油车多采用24V电源。汽车运行中的电压，一般12V系统为14V左右，24V系统的为28V左右。

随着汽车上电气设备的增多，电气负荷越来越大，要求汽车上采用能量大、体积小的电源。目前，已有汽车公司在研究使用36V/42V新型电源的课题。从效率的角度考虑，使用42V电压系统，有利于减小电流，进而减小能量损耗，并且能够减小所需电子设备的体积，节省空间。另外，通用、宝马、大众、雷诺等世界各大汽车公司正在积极研究新型的双电压（14V/42V）供电系统在汽车上的应用。采用14V/42V系统取代现有的12V/14V系统，其最大的优势在于：新的供电系统与传统供电系统具有完全的兼容性，针对车内不同电气设备，对需要大功率的设备，提高额定电压值，可大大降低额定电流，有利于采用由功率半导体器件构成的控制装置的小型化，并提高其集成度。

3）单线制

单线连接是汽车电路的特殊性，它是指汽车上所有电气设备的正极均用导线相互连接，而所有的负极则直接或间接通过导线与车架或车身金属部分相连，即搭铁。任何一个电路中的电流都是从电源的正极出发，经导线流入用电设备后，再由电气设备自身或负极导线搭铁，并通过车架或车身金属流至电源负极而形成回路。采用单线制导线用量少，线路清晰，接线方便，因此现代汽车普遍采用单线制，但在一些不能形成可靠的电气回路或需要精确电子信号的回路中采用双线。

4）负极搭铁

采用单线制时蓄电池的负极接车架或车身金属称为负极搭铁（蓄电池的正极接车架或车身金属称为正极搭铁）。如果单纯从构成电流回路来说，电气系统的正极或负极均可作为搭铁极，但按照国际通行的做法和我国国家标准GB 2261—1971《汽车、拖拉机用电设备技术条件》的规定，汽车电气系统为负极搭铁。负极搭铁能减少蓄电池电缆铜端子在车架车身连接处的电化学腐蚀，对无线电干扰小，可提高搭铁的可靠性。

5）并联连接

汽车上的两个电源（蓄电池与发电机）之间以及所有用电设备之间，都是正极接正极，负极接负极，并联连接。采用并联连接后，汽车在使用中，若某一支路用电设备损坏，也不影响其他支路用电设备的正常工作。