一种汽车充电系统状态及故障检测显示系统和方法
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摘 要：本文提供一种汽车充电系统状态及故障检测显示系统和方法，实现了实时监控显示汽车充电系统的工作状态，指示发电机输出电压过高、过低，发电机不发电，蓄电池亏电等故障，保证了充电系统正常工作，便于了驾驶人员及时准确地发现故障隐患，确保行驶安全。
关键词：充电系统；发电机；蓄电池；故障检测
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.11.132
1 汽车充电系统现状
随着汽车智能化水平的提高，汽车中各种电控系统的应用越来越多，使得整车用电的负荷也在逐步增大，由此保证汽车发电机有一个正常的工作状态就显得更为重要。尤其是电控系统的汽车，一旦电源系统失效，将严重威胁电控系统的工作安全，甚至可以导致汽车死火。而现有的汽车通常采用其充电系统中的指示灯来指示发电机的工作状态：指示灯点亮，表明发电机不工作，指示灯熄灭，表明发电机发电。但是，指示灯熄灭时，并不能保证发电机就确实向蓄电池正常充电；此外，现有的汽车充电系统也无法显示出发电机输出电压的过高、过低，更不能显示出蓄电池是否处于亏电的状态。因此，现有技术尚有待改进和发展。
本文提供一种汽车充电系统状态及故障检测显示系统和方法，可以较低的成本安全可靠实时地全面检测和显示出汽车充电系统的工作状态，指示发电机输出电压过高、过低，发电机不发电，蓄电池亏电等故障，便于驾驶人员及时发现故障隐患。
2 汽车充电系统常见故障及影响
汽车充电系统中发电机输出电压过低，将会使蓄电池充电不足，影响发动机的起动，造成蓄电池损坏，也会使用电设备难以正常工作，影响用电设备工作性能，甚至影响汽车的动力性、经济性。
汽车充电系统中发电机输出电压过高，将会使蓄电池过充电，造成蓄电活性物质大量脱落，并加速蒸馏水的消耗，使极板外露而氧化早期损坏；当充电电压从14.5伏提高到15.5伏时，蓄电池的使用寿命将会显著下降，实际证明，充电电压每提高10%，蓄电池的寿命将缩短1/3，这对蓄电池的寿命影响极大；发电机的输出电压长时间高于正常工作电压值，也将影响汽车用电设备使用寿命，由于电子元器件对过电压的敏感性，极易受到过高电压冲击而损坏，严重影响了汽车工作性、安全性。
如果蓄电池亏电严重，同样将会为汽车的正常使用带来严重的影响，造成电控系统工作失常，点火能量不足、喷油量减少，发动机怠速不稳、严重时导致发动机无法起动等。
由此可知，一旦汽车充电系统电压长时间过低或过高，或者蓄电池亏电严重等，都会造成不应有的损失。
3 汽车充电系统状态及故障检测显示系统
图1是汽车充电系统状态及故障检测显示系统图，该系统包括充电指示灯103，发电机107、稳压电源104、控制器105、檢测器106、蜂鸣器108以及三个三极管BG1、BG2和BG3。
101点火开关、102保险、103充电指示灯、104稳压电源、105控制器、106检测器、107发电机、108蜂鸣器、BG1三极管、BG2三极管、BG3三极管。
点火开关101—点火开关，控制电源接通与断开。
保险102—保护电路。
充电指示灯103—充电指示灯，常亮、长灭、低频闪烁、高频闪烁指示充电系统不同工作状态与故障。
稳压电源104—为系统提供稳定电源，保证参考电压稳定。
控制器105—接收检测器106信号、控制三极管BG1、BG2、BG3工作。
检测器106—检测发电机107“L”“B”端子电压变化，为检测器106提供信号。
发电机107—发动机配备的硅整流发动机。
蜂鸣器108—在蓄电池亏电时发出报警声。
三极管BG1、BG2、BG3—接受控制器105的控制，实现导通与断开。
工作原理：接通点火开关（发动机静止），三极管BG1导通，充电指示灯103点亮，表明汽车充电系统及故障检测显示系统工作正常；若充电指示灯103不亮，表明充电系统中充电指示灯、充电线路、发电机及调节器有故障。
在用启动机起动发动机时（或发动机静止时接通点火开关）、若蓄电池电压低于10伏，检测器106检测到发电机107的+B端子低于10伏，就向所述控制器105发出信号控制三极管BG3导通，蜂鸣器108发出“嘀嘀嘀……”的报警声音，表明蓄电池严重亏电，需要修理或更换。
发动机启动后，检测器106检测到发电机107“L”端子检测发电机发电状态，若发电机107正常发电（12.5伏—15伏），检测器106就向所述控制器105发出信号控制三极管BG1断开，指示灯103熄灭，表明发电机向蓄电池正常充电。
发动机正常运行时，若发电机107的输出电压过高，检测器106检测到发电机107“+B”端子的输出电压高于15伏时，述控制器105发出信号控制三极管BG2高频通断，指示灯103高频闪烁，表明发电机107的输出电压高于上限设定值，及时维修。
发动机正常运行时，若发电机107的输出电压过低，检测器106
检测到发电机107“+B”端子的输出电压低于12.5伏时，述控制器105发出信号控制三极管BG2低频通断，指示灯103低频闪烁，表明发电机107的输出电压低于下限设定值，及时维修。
状态指示表：
4 结语
此汽车充电系统状态及故障检测显示系统和方法与现有充电指示系统相比，不仅指示发电机充电、不充电状态，还能指示出发电机输出电压的过高、过低，以及蓄电池亏电状态。实现了充电系统实时监控，便于了驾驶人员及时准确地发现故障隐患，确保车辆安全运行。
作者简介：张兴安（1967-），男，山东莱芜人，本科，汽车维修高级技师，教师，研究方向：汽车检测与维修技术。
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