汽車發電機的運作方式

引擎轉動,帶動中心轉子 (Rotor) 的電磁鐵產生磁場,外圈定子 (Stator) 線圈感應並輸出電流,產生電力。

發電機運作示意圖

發電機壽命影響因素

影響發電機壽命的主要耗材:

  • 碳刷:隨著發電機使用消耗
  • 軸承:隨著發電機使用消耗
  • 整流器:壽命隨機

充電製御技術

汽車發電機的中心轉子是電磁鐵,改變轉子磁場強弱可調節發電量的多寡。當需要更多電力時:

  • 磁場增強
  • 轉子旋轉阻力增大
  • 皮帶連動引擎阻力變大,轉速下降

為了維持轉速,電腦會多噴油,因此發電機發電量越大,車輛越耗油。為了讓發電機休息、省油,車廠發明了充電製御技術

充電製御運作原理

充電製御示意圖 充電製御技術的原理是:只有在電量偏低時,才讓發電機運轉,當電池充到指定容量,發電機轉子不通電,此時發電機不發電,只是在無阻力狀態空轉

而電池充電到停止的時間,會因充電能力 (C-rate)有所不同:

  • C-rate高的電池:發電機輸出10A,電池能充進8A
  • C-rate低的電池:發電機輸出10A,電池只能充進4A

要充進相同的電量,用低C-rate電池的車,發電機運作時間會多很多。舉個例子,一般鉛酸充電電流約為容量的1/10

  • 50Ah鉛酸電池充電電流為5A,但真正充進去只有3-4A,因爲SMF充電效率只有60%,AGM只有80%,發電機做大量白工

鋰鐵電池充電電流範圍為容量0.5~2倍

  • 50Ah鋰鐵電池充電電流25A起跳,充電效率為99%
  • 學術研究 也驗證了這點

因此,車輛若有充電制御系統,更換電池時應選擇:

鈦酸鋰電池-時代的眼淚

有人問到,充電效能極佳的鈦酸鋰電池是否值得入手?直接說結論:汽車別用鈦酸鋰,因爲汽車發電機發電通常在200A以內,鈦酸的充電速度跟鋰鐵比沒有優勢,而鈦酸的放電能力、電池容量遠不如鋰鐵,問題更大的是鈦酸電壓問題,造成壽命大打折扣,根據 東芝SCiB官方規格表,整理如下:

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