汽車電源系統(tǒng)新方案:42V電源系統(tǒng)
汽車電源的電壓從上世紀(jì)50年代的6V改為12V,己有50多年的歷史。自1990年開始,汽車用電量每年以5%~8%的比例增加,其平均電力負(fù)荷的發(fā)展歷史與趨勢見圖1。隨著汽車技術(shù)的不斷進(jìn)步,將會有越來越多的電氣及電子系統(tǒng)被應(yīng)用到汽車上。 20世紀(jì)90年代,汽車設(shè)計(jì)者提出的提高汽車電源電壓的構(gòu)想,很快得到汽車研究者、汽車制造商、零部件制造商的一致認(rèn)同,并制定了汽車電源42V電壓的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。 汽車供電系統(tǒng)由現(xiàn)有的l4V標(biāo)準(zhǔn)向42V標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化已經(jīng)成為必然發(fā)展趨勢,并將在未來數(shù)年內(nèi)得到迅速發(fā)展,從而導(dǎo)致汽車電器電子產(chǎn)品的一場革命。汽車新供電系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施,對汽車電子工業(yè)的傳統(tǒng)產(chǎn)品將帶來巨大的沖擊。這對于我國來說既是一次挑戰(zhàn),也是一次難得的機(jī)遇。我們應(yīng)在汽車電源改革的過程中,積極參與研發(fā),與國際汽車電器電子產(chǎn)品接軌。 1 42V汽車電氣系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn) 1.1 電壓安全、易得 根據(jù)歐洲的安全法規(guī)定人體的安全電壓在50V以內(nèi),任何超過60V電壓的系統(tǒng),在導(dǎo)線和連接處都要有特殊的絕緣措施,這將增加系統(tǒng)的重量和成本。因此,選擇42V電壓,就是希望在滿足電能需要的同時(shí),能像傳統(tǒng)的12V系統(tǒng)一樣,即使觸碰到電極或金屬車體時(shí)也不會對人體安全造成威脅。 42V電壓值是目前汽車發(fā)電機(jī)輸出電壓14V的3倍,其采用的36V蓄電池有利于使用3節(jié)傳統(tǒng)的12V鉛酸蓄電池串聯(lián)改裝組成。 1.2 顯著降低汽車線束成本 現(xiàn)代汽車擁有長達(dá)2km的導(dǎo)線、2000多個(gè)線頭和350多個(gè)集線器,42V電源系統(tǒng)可大幅度降低這些線束的重量及成本。 從理論上講,傳輸同樣的功率,42V系統(tǒng)的電流只有14V系統(tǒng)的三分之一,這樣就降低了電機(jī)及電力元件的電流負(fù)荷,也使導(dǎo)線及功率元件的傳輸損耗降低為原來的近九分之一,并可以減小導(dǎo)線截面積以降低重量。 1.3 使大量高新技術(shù)被廣泛應(yīng)用 有了42V電源系統(tǒng),許多以前看似不切實(shí)際或不可能的技術(shù)也都變得可行了。在42V電氣系統(tǒng)中,線控技術(shù)、行駛平順性控制裝置、電子加熱式催化器和電磁閥系統(tǒng)、主動懸掛和電動四輪輔助驅(qū)動裝置都能更有效地使用,為車輛的結(jié)構(gòu)改進(jìn)提供了更大的可能性(表1)。 使用42V電源系統(tǒng),發(fā)動機(jī)的一些長期運(yùn)轉(zhuǎn)的附件如轉(zhuǎn)向助力泵、水泵、冷卻風(fēng)扇、空調(diào)壓縮機(jī)和氣泵等呵直接由新的電源系統(tǒng)驅(qū)動,從而減少空轉(zhuǎn)消耗,提高能源利用效率。對于電動制動系統(tǒng),由電源直接驅(qū)動,可省去液壓或氣壓系統(tǒng),帶來更好的駕駛舒適性和更好的燃油經(jīng)濟(jì)性。
評論