電壓升級與數(shù)據(jù)總線技術(shù)

3.14V/42V雙電壓開發(fā)進展　　

報載歐美的汽車制造商與零部件供應(yīng)商已達成協(xié)議，將汽車的供電系統(tǒng)電壓標準由l2V提高到42V,不久將開始執(zhí)行。汽車上采用12V電壓已有30多年歷史，當時對改善啟動性能，提高電器件效率起了一定作用。但目前己不適應(yīng)技術(shù)發(fā)展的需要，從理論上講電壓提高3倍，電流就可減小2/3，因而可以大大減小電纜、電動機、線圈等尺寸及質(zhì)量。特別是可使一些新技術(shù)如電子控制電動氣閥機構(gòu)、飛輪內(nèi)裝啟動機/發(fā)電機一體式結(jié)構(gòu),以及電子控制電動制動器、轉(zhuǎn)向系的應(yīng)用成為可能;同時，可以減輕汽車質(zhì)量并提高效率。但提高電壓對采用燈絲型燈光系統(tǒng)有不利影響。因此有可能在開始階段，仍保持l2V與42V同存一個時期?！　?P>為了解決日益增長的汽車電力供需之間的矛盾，美國通用公司已經(jīng)研制一種適用于42伏特的汽車用電系統(tǒng)，電動汽車EV1將首先試行使用這套系統(tǒng), 成為首輛使用42伏特的汽車。美國德爾福(Delphi)汽車系統(tǒng)公司正在開發(fā)輸出功率為5千瓦級的“Energen5”和輸出功率為10千瓦級的“Energen10”兩種電氣系統(tǒng)，以便用于采用42V電氣系統(tǒng)的汽車。Energen5系統(tǒng)由起動機和發(fā)電機為一體的總成ISG（Integrated Starter Generator）和逆變器組成。使用對象主要是排氣量為1～2升的小型轎車，該系統(tǒng)的目標是提高燃燒效率。發(fā)動機啟動時，可將ISG的輸出作為輔助動力傳送至發(fā)動機；減速時，利用發(fā)動機過剩的旋轉(zhuǎn)力量推動ISG來發(fā)電，并將電能儲存在蓄電池中。采用這種系統(tǒng)能使發(fā)動機迅速起動，這樣能減少尾氣排放。而且，還能把以前汽車減速時浪費掉的能量儲存到蓄電池里進行再利用。Energen10則可以提供電力以便在一段時間內(nèi)完全靠電動機來驅(qū)動車輪，或者驅(qū)動今后將增添各種各樣車載設(shè)備的車輛。該系統(tǒng)的開發(fā)主要著眼于次混合驅(qū)動（Mild Hybrid）車，適合用于高檔轎車。除這上述2種系統(tǒng)外，該公司還在開發(fā)輸出功率為20千瓦級的“Energen20”系統(tǒng)。該系統(tǒng)使用比42V更高的電壓，比如150V或者200V、300V等。該系統(tǒng)是用于完全靠電動機來行駛的純混合驅(qū)動汽車。Energen5和Energen10只需將現(xiàn)有汽車的部分零件更換后便可使用，而Energen20則要重新設(shè)計汽車的底盤和傳動系統(tǒng)等。4.多路傳輸技術(shù)　　

目前，在汽車上己經(jīng)開始越來越多地使用CAN數(shù)據(jù)總線。在現(xiàn)代轎車的設(shè)計中，CAN已經(jīng)成為必須采用的裝置，奔馳、寶馬、大眾、沃爾沃及雷諾汽車都將CAN作為控制器聯(lián)網(wǎng)的手段。由于我國中高級轎車主要以歐洲車型為主，因此歐洲車應(yīng)用最廣泛的CAN技術(shù)，也將是國產(chǎn)轎車引進的技術(shù)項目。目前汽車上的網(wǎng)絡(luò)連接方式主要采用2條CAN，一條用于驅(qū)動

系統(tǒng)的高速CAN，速率達到500kbit/s，另一條用于車身系統(tǒng)的低速CAN，速率是100kbit/s?！　?P>隨著汽車高電壓系統(tǒng)的采用，半導(dǎo)體管體積將變小、價格也相應(yīng)降低，實際上還推動了一項新技術(shù)--多路傳輸技術(shù)的發(fā)展。多路傳輸技術(shù)的原理是用一根電纜發(fā)送和接收來自車燈、傳感器和其它電器設(shè)備的控制信號。采用高電壓系統(tǒng)后，那些小巧價廉而靈敏的開關(guān)能降低多路傳輸技術(shù)的成本，從而可用于大型車輛。　　

目前全球汽車制造商將共同為未來電子系統(tǒng)電壓制定一項新標準，即36V/12V雙電壓系統(tǒng)將和42V電壓系統(tǒng)一起使用。預(yù)計第一個運用42V電壓系統(tǒng)的汽車將在幾年后出現(xiàn)，而且在隨后的十年里國際汽車業(yè)將會發(fā)生一個長久、徹底的變化。幾年前在底特律召開的SAE年會上，也有很多關(guān)于這方面的討論，即如何去發(fā)展42V電壓系統(tǒng):目前面臨的困難是什么:如何解決等等?！　?P>當然汽車電壓升級的好處也顯而易見。除了能減少線束截面積，減小電機體積外，還能趁機將車上的電器來一場“革命”，例如終結(jié)目前使用的機械式繼電器，進入固態(tài)開關(guān)模式，采用電子模塊代替目前的分立元件等。據(jù)行業(yè)人士認為，目前的豪華轎車使用1～3千瓦的功率，而到2010年高級轎車的使用功率將達到10～20千瓦，如果汽車性能要提高，設(shè)置要增多，唯有走電壓升級這一條路才能解決問題?？梢灶A(yù)見,汽車電氣技術(shù)的改革，不論采用升壓制或者數(shù)據(jù)總線制，或者兩者都采用，它都會給汽車發(fā)展注入新的活力?！　?P>14/42V及42V電氣系統(tǒng)已得到國際汽車工業(yè)界的廣泛認可，因此，可以相信這一新的汽車電氣系統(tǒng)進入實用化的時間已為期不遠。由于該電氣系統(tǒng)的固有特點，以功率半導(dǎo)體元器件同微電子器件相結(jié)合的控制裝置，將在新的電氣系統(tǒng)中獲得大量應(yīng)用，這將對傳統(tǒng)的汽車電器帶來較大的沖擊，并對汽車電子、電器零部件的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生深遠影響。目前，我國相關(guān)行業(yè)已對新的汽車電氣系統(tǒng)給予了應(yīng)有的關(guān)注，這一汽車新技術(shù)正進入研究起步階段。