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摘 要:为了满足市场对车载电子系统愈来愈高的要求,传统的汽车电源系统亦将逐渐被新产品取代。介绍一种新型的电源系统的特点,对汽车及零部件的影响。
关键词:电源控制技术;蓄电池传感器;电源效率
汽车电源设计面临着体积大、价格昂贵、低压大电流输出,特别是多路输出时效率较低等诸多挑战。如果完全采用电源模块,会使产品成本增加、系统供电压力增大,更重要的是,所占线路板面积较大,从而造成系统PCB布局困难。因此,设计时需合理的将电源模块与转换芯片相结合,对电源进行优化设计。
1 采用36/42V电源系统的必要性
现代汽车更注重车载电子系统的功能化、舒适化及智能化,除应具备富有现代感与个性化的外表外,其先进的电子设备逐渐成为人们日益关注的热点,如车载雷达导航与卫星定位系统、移动天线系统、可视电话系统、智能电脑系统、网络控制系统、车载防盗系统、电子燃油喷射系统、高级立体声音响系统、自动空调系统、安全气囊、照明系统等各种电子设备。而上述所有系统无一例外都要消耗电能。传统的12V汽车电源系统已难以满足。但欧洲安全法规提出,如果电压大于60V时,由于导线和接插器的绝缘材料需大量增加,因其质量增加不足弥补其他零部件(如导线等)质量的减少,而42V电压较适宜。
采用36/42V电源系统的目标是既节省能量,同时实现各种新型的电控功能,以及:
(1)为车辆的结构改进提供了更大的可能性。使用36/42V电源系统,发动机的一些附件,如转向助力泵、水泵、冷却风扇、空调压缩机和气泵等可直接由新的电源系统驱动,从而减少空转消耗,提高能源利用效率。此外,上述部件还可从发动机中分离出来,减少发动机的部件数量,改进设计,提高发动机的效率。对于电动制动系统,由电源直接驱动,可省去液压或气压系统。
(2)为发展混合动力汽车创造了条件。采用36/42V电源系统,可实现低速时由电源直接驱动电动机作为汽车的动力源,完全避免怠速工况,适用于城市公交车辆上。
(3)为其他需要大电流的设备供电,如为尾气后处理装置的加热器、柴油机微粒捕积器加热器,以及车辆其他舒适性设备进行供电等。
采用上述技术措施可在不增加成本的基础上,使汽车的能源利用率提高10%以上。
2 36/42V电源系统对汽车及其部件的影响
新型36/42V汽车电源系统标准的实施,将使汽车电器零部件设计和结构发生重大变革。某些部件将进行优化设计,某些部件将被淘汰,还将开发和生产一些新技术产品。
(1)整车:21世纪汽车将采用网络技术、导航系统、车载计算机技术以及电动转向、电子制动、电子伺服制动和转向、电动水泵和燃油泵、电动座椅、电加热座椅、电加热三效催化转化器等新技术,并向智能化驾驶方向发展。
(2)发动机:即将采用的无凸轮轴电控气门配气相位电磁阀系统将取消凸轮轴、气门挺杆、气门摇臂、液压挺柱、正时齿轮等部件,大大简化发动机的结构。集成起动-发电机系统是42V汽车电源系统中的主要部件,其最大功率可由目前1.5kW提高到8kW,发电效率在整个工作转速范围内高达80%以上。
(3)电动机和电磁阀:采用36/42V电源系统后,可使电动机和电磁阀质量降低20%左右。电磁阀的体积和质量随着电压的增加而成比例的减少,电动机的减少幅度相对小一些。较小的电动机可使车门减薄、座椅下空间增大、乘坐宽敞。
(4)照明系统:若采用42V电压,目前的前照灯不能使用,必须采用高强度放电灯;后灯也将采用氖气灯,因此车内、外灯将要重新设计且价格昂贵。
(5)电路开关和连接器:电压提高3倍,导线的直径可减少到原来的1/3,线束在质量和体积上减少25%左右。采用36/42V电源系统后,将淘汰机械式继电器,采用多路传输控制系统,其具有诊断能力和电路保护功能。
3 36/42V电源系统的影响应引起重视
36/42V标准电源是汽车电源系统的发展方向,新系统的采用会对汽车、零部件以及相关行业带来多方面的影响,例如:
该系统将改变原来的配套体系、装配方式以及试验设备,整车厂和电子配件厂都面临设计和生产的改变,特别是对于电器配件厂家,研制新产品迫在眉睫。发动机厂同样面对设计、生产及测试设备的改进。
该系统使能源利用率得以提高,因此会得到政府管理部门的认可,从而出台相应的管理法规和标准。为保证标准的实施,需要相关测试设备的改进和研制。
对于配件供应市场和汽车维修企业,也将大大增加工作的复杂性,因为将在相当长的时间内出现两种电源并存的情况。以前的一些维修方式将会因此而受到影响,比如电压的提高将带来一些仪表量程的变化,老式操作方法需要改变。电压的提高更易引起火花,也应特别注意。
以上这些应引起汽车行业及有关部门的足够重视,并做好积极的准备并采取相应的对策。
参考文献
[1]杨叙,韩峻峰,石玉秋,等.汽车微控制器系统的智能电源设计[J].机床与液压,2007.
[2]董素荣,杨生辉.汽车电源系统的过电压保护[J].汽车运用,2002.
[3]朱占平.汽车电源系瞬变过电压保护[J].中国科技信息,2006 .
关键词:电源控制技术;蓄电池传感器;电源效率
汽车电源设计面临着体积大、价格昂贵、低压大电流输出,特别是多路输出时效率较低等诸多挑战。如果完全采用电源模块,会使产品成本增加、系统供电压力增大,更重要的是,所占线路板面积较大,从而造成系统PCB布局困难。因此,设计时需合理的将电源模块与转换芯片相结合,对电源进行优化设计。
1 采用36/42V电源系统的必要性
现代汽车更注重车载电子系统的功能化、舒适化及智能化,除应具备富有现代感与个性化的外表外,其先进的电子设备逐渐成为人们日益关注的热点,如车载雷达导航与卫星定位系统、移动天线系统、可视电话系统、智能电脑系统、网络控制系统、车载防盗系统、电子燃油喷射系统、高级立体声音响系统、自动空调系统、安全气囊、照明系统等各种电子设备。而上述所有系统无一例外都要消耗电能。传统的12V汽车电源系统已难以满足。但欧洲安全法规提出,如果电压大于60V时,由于导线和接插器的绝缘材料需大量增加,因其质量增加不足弥补其他零部件(如导线等)质量的减少,而42V电压较适宜。
采用36/42V电源系统的目标是既节省能量,同时实现各种新型的电控功能,以及:
(1)为车辆的结构改进提供了更大的可能性。使用36/42V电源系统,发动机的一些附件,如转向助力泵、水泵、冷却风扇、空调压缩机和气泵等可直接由新的电源系统驱动,从而减少空转消耗,提高能源利用效率。此外,上述部件还可从发动机中分离出来,减少发动机的部件数量,改进设计,提高发动机的效率。对于电动制动系统,由电源直接驱动,可省去液压或气压系统。
(2)为发展混合动力汽车创造了条件。采用36/42V电源系统,可实现低速时由电源直接驱动电动机作为汽车的动力源,完全避免怠速工况,适用于城市公交车辆上。
(3)为其他需要大电流的设备供电,如为尾气后处理装置的加热器、柴油机微粒捕积器加热器,以及车辆其他舒适性设备进行供电等。
采用上述技术措施可在不增加成本的基础上,使汽车的能源利用率提高10%以上。
2 36/42V电源系统对汽车及其部件的影响
新型36/42V汽车电源系统标准的实施,将使汽车电器零部件设计和结构发生重大变革。某些部件将进行优化设计,某些部件将被淘汰,还将开发和生产一些新技术产品。
(1)整车:21世纪汽车将采用网络技术、导航系统、车载计算机技术以及电动转向、电子制动、电子伺服制动和转向、电动水泵和燃油泵、电动座椅、电加热座椅、电加热三效催化转化器等新技术,并向智能化驾驶方向发展。
(2)发动机:即将采用的无凸轮轴电控气门配气相位电磁阀系统将取消凸轮轴、气门挺杆、气门摇臂、液压挺柱、正时齿轮等部件,大大简化发动机的结构。集成起动-发电机系统是42V汽车电源系统中的主要部件,其最大功率可由目前1.5kW提高到8kW,发电效率在整个工作转速范围内高达80%以上。
(3)电动机和电磁阀:采用36/42V电源系统后,可使电动机和电磁阀质量降低20%左右。电磁阀的体积和质量随着电压的增加而成比例的减少,电动机的减少幅度相对小一些。较小的电动机可使车门减薄、座椅下空间增大、乘坐宽敞。
(4)照明系统:若采用42V电压,目前的前照灯不能使用,必须采用高强度放电灯;后灯也将采用氖气灯,因此车内、外灯将要重新设计且价格昂贵。
(5)电路开关和连接器:电压提高3倍,导线的直径可减少到原来的1/3,线束在质量和体积上减少25%左右。采用36/42V电源系统后,将淘汰机械式继电器,采用多路传输控制系统,其具有诊断能力和电路保护功能。
3 36/42V电源系统的影响应引起重视
36/42V标准电源是汽车电源系统的发展方向,新系统的采用会对汽车、零部件以及相关行业带来多方面的影响,例如:
该系统将改变原来的配套体系、装配方式以及试验设备,整车厂和电子配件厂都面临设计和生产的改变,特别是对于电器配件厂家,研制新产品迫在眉睫。发动机厂同样面对设计、生产及测试设备的改进。
该系统使能源利用率得以提高,因此会得到政府管理部门的认可,从而出台相应的管理法规和标准。为保证标准的实施,需要相关测试设备的改进和研制。
对于配件供应市场和汽车维修企业,也将大大增加工作的复杂性,因为将在相当长的时间内出现两种电源并存的情况。以前的一些维修方式将会因此而受到影响,比如电压的提高将带来一些仪表量程的变化,老式操作方法需要改变。电压的提高更易引起火花,也应特别注意。
以上这些应引起汽车行业及有关部门的足够重视,并做好积极的准备并采取相应的对策。
参考文献
[1]杨叙,韩峻峰,石玉秋,等.汽车微控制器系统的智能电源设计[J].机床与液压,2007.
[2]董素荣,杨生辉.汽车电源系统的过电压保护[J].汽车运用,2002.
[3]朱占平.汽车电源系瞬变过电压保护[J].中国科技信息,2006 .