汽車新型電源系統(tǒng)
由于市場(chǎng)對(duì)車載電子系統(tǒng)的要求愈來(lái)愈高缅刽,傳統(tǒng)的汽車電源系統(tǒng)亦將逐漸被新產(chǎn)品取代。本文介紹36/42V電源系統(tǒng)的特點(diǎn),研究應(yīng)用情況答肤,對(duì)汽車及零部件的影響。
采用36/42V電源系統(tǒng)的必要性
現(xiàn)代汽車更注重車載電子系統(tǒng)的功能化瘾显、舒適化及智能化愧杯,除應(yīng)具備富有現(xiàn)代感與個(gè)性化的外表外,其先進(jìn)的電子設(shè)備逐漸成為人們?nèi)找骊P(guān)注的熱點(diǎn)鞋既,如車載雷達(dá)導(dǎo)航與衛(wèi)星定位系統(tǒng)力九、移動(dòng)天線系統(tǒng)、可視電話系統(tǒng)邑闺、智能電腦系統(tǒng)跌前、網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)、車載防盜系統(tǒng)检吆、電子燃油噴射系統(tǒng)舒萎、高級(jí)立體聲音響系統(tǒng)、自動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)蹭沛、安全氣囊臂寝、照明系統(tǒng)等各種電子設(shè)備。而上述所有系統(tǒng)無(wú)一例外都要消耗電能摊灭。傳統(tǒng)的12V汽車電源系統(tǒng)已難以滿足咆贬。但歐洲安全法規(guī)提出败徊,如果電壓大于60V時(shí),由于導(dǎo)線和接插器的絕緣材料需大量增加呆逼,因其質(zhì)量增加不足彌補(bǔ)其他零部件(如導(dǎo)線等)質(zhì)量的減少侣豌,而42V電壓較適宜。
德國(guó)大眾“3L車”路波(Lupo)轎車因百公里耗油僅為2.99L而成為環(huán)保汽車的表率嘲陋,但該數(shù)據(jù)是在最佳行駛路面幼浩、且所有電氣設(shè)備都沒(méi)有打開的情況下測(cè)得。電氣設(shè)備也需要能量铸烈,駕駛舒適性和安全性的提高软健,將導(dǎo)致對(duì)能量的更大需求。專家估計(jì)砰吻,每百公里需要附加消耗燃油1.5L暇寸。采用36/42V電源系統(tǒng)的目標(biāo)是既節(jié)省能量衍慎,同時(shí)實(shí)現(xiàn)各種新型的電控功能脐拄,以及:
*為車輛的結(jié)構(gòu)改進(jìn)提供了更大的可能性板刑。使用36/42V電源系統(tǒng),發(fā)動(dòng)機(jī)的一些附件敛旗,如轉(zhuǎn)向助力泵辐践、水泵、冷卻風(fēng)扇辅甥、空調(diào)壓縮機(jī)和氣泵等可直接由新的電源系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)酝润,從而減少空轉(zhuǎn)消耗,提高能源利用效率璃弄。此外,上述部件還可從發(fā)動(dòng)機(jī)中分離出來(lái)构回,減少發(fā)動(dòng)機(jī)的部件數(shù)量夏块,改進(jìn)設(shè)計(jì),提高發(fā)動(dòng)機(jī)的效率纤掸。對(duì)于電動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)脐供,由電源直接驅(qū)動(dòng),可省去液壓或氣壓系統(tǒng)借跪;
*為發(fā)展混合動(dòng)力汽車創(chuàng)造了條件政己。采用36/42V電源系統(tǒng),可實(shí)現(xiàn)低速時(shí)由電源直接驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)作為汽車的動(dòng)力源掏愁,完全避免怠速工況歇由,適用于城市公交車輛上;
*為其他需要大電流的設(shè)備供電果港,如為尾氣后處理裝置的加熱器桌懊、柴油機(jī)微粒捕積器加熱器陋锚,以及車輛其他舒適性設(shè)備進(jìn)行供電等。
采用上述技術(shù)措施可在不增加成本的基礎(chǔ)上英嬉,使汽車的能源利用率提高10%以上是菇。
36/42V電源系統(tǒng)研究應(yīng)用情況
1995年,美國(guó)麻省理工學(xué)院成立了“麻省理工學(xué)院及工業(yè)界研制先進(jìn)汽車電動(dòng)電子部件及系統(tǒng)集團(tuán)”份肠,該機(jī)構(gòu)中包括通用枣肚、福特、寶馬僧少、奔馳搜澈、雷諾以及摩托羅拉、西門子等20家世界著名的汽車和零部件企業(yè)集團(tuán)逞翰,于1998年10月中旬在美國(guó)底特律市舉行會(huì)議乏傀,研究開發(fā)有關(guān)交通運(yùn)輸?shù)碾娔軉?wèn)題,一致贊同研制36/42V車用電源吝都。目前杆坪,36/42V電源系統(tǒng)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)制訂。自2002年起國(guó)際汽車工業(yè)界開始實(shí)行36/42V汽車電源系統(tǒng)新標(biāo)準(zhǔn)鸿市。
奔馳汽車公司和寶馬汽車公司計(jì)劃在2003年將36/42V電源的汽車推向市場(chǎng)锯梁。不久前,寶馬汽車公司發(fā)起召開了一次有關(guān)36/42V電源系統(tǒng)的國(guó)際會(huì)議焰情,深入探討了有關(guān)問(wèn)題和對(duì)策陌凳,如額定電壓、最大靜態(tài)電壓内舟、最大動(dòng)態(tài)電壓和其他問(wèn)題合敦。最新推出的寶馬新7系轎車中已采用36/42V電源系統(tǒng)。經(jīng)預(yù)測(cè)验游,2005年36/42V電源汽車將達(dá)到87萬(wàn)輛充岛。
鋰電池能量損失小,反復(fù)充電壽命長(zhǎng)耕蝉,可超過(guò)500次崔梗,自放電率只有5%/月,最大放電電流更可達(dá)30A垒在,使用環(huán)境溫度范圍為-25~75℃蒜魄,體積比能量為132A.h/L,功率密度達(dá)360W/kg(以上指標(biāo)來(lái)自雷天公司生產(chǎn)的TW-LP36V鋰離子電池)愚贩。鋰離子動(dòng)力電池為環(huán)保型電池盯辅,且原材料來(lái)源廣泛。據(jù)聯(lián)合國(guó)最新資料報(bào)道,自2002年起驱宴,在未來(lái)的五年內(nèi)任咨,世界將實(shí)施全面強(qiáng)制性措施,要求新出廠的汽車將原來(lái)的12V鉛酸蓄電池改為36V的鋰蓄電池歧衡。
36/42V電源系統(tǒng)對(duì)汽車及其部件的影響
新型36/42V汽車電源系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施簇友,將使汽車電器零部件設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)發(fā)生重大變革。某些部件將進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)庸颂,某些部件將被淘汰肠豺,還將開發(fā)和生產(chǎn)一些新技術(shù)產(chǎn)品。
*整車:21世紀(jì)汽車將采用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)扁钥、導(dǎo)航系統(tǒng)俐粪、車載計(jì)算機(jī)技術(shù)以及電動(dòng)轉(zhuǎn)向、電子制動(dòng)捐煤、電子伺服制動(dòng)和轉(zhuǎn)向褪秀、電動(dòng)水泵和燃油泵、電動(dòng)座椅薛训、電加熱座椅媒吗、電加熱三效催化轉(zhuǎn)化器等新技術(shù),并向智能化駕駛方向發(fā)展乙埃;
*發(fā)動(dòng)機(jī):即將采用的無(wú)凸輪軸電控氣門配氣相位電磁閥系統(tǒng)將取消凸輪軸闸英、氣門挺桿、氣門搖臂介袜、液壓挺柱甫何、正時(shí)齒輪等部件,大大簡(jiǎn)化發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)遇伞。集成起動(dòng)-發(fā)電機(jī)系統(tǒng)是42V汽車電源系統(tǒng)中的主要部件辙喂,其最大功率可由目前1.5kW提高到8kW,發(fā)電效率在整個(gè)工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)高達(dá)80%以上赃额;
*電動(dòng)機(jī)和電磁閥:采用36/42V電源系統(tǒng)后加派,可使電動(dòng)機(jī)和電磁閥質(zhì)量降低20%左右。電磁閥的體積和質(zhì)量隨著電壓的增加而成比例的減少跳芳,電動(dòng)機(jī)的減少幅度相對(duì)小一些。較小的電動(dòng)機(jī)可使車門減薄玲装、座椅下空間增大谍潮、乘坐寬敞;
*照明系統(tǒng):若采用42V電壓墅糯,目前的前照燈不能使用慷啊,必須采用高強(qiáng)度放電燈;后燈也將采用氖氣燈况逼,因此車內(nèi)某扑、外燈將要重新設(shè)計(jì)且價(jià)格昂貴奢赡;
*電路開關(guān)和連接器:電壓提高3倍,導(dǎo)線的直徑可減少到原來(lái)的1/3筐积,線束在質(zhì)量和體積上減少25%左右掷暇。采用36/42V電源系統(tǒng)后,將淘汰機(jī)械式繼電器珊求,采用多路傳輸控制系統(tǒng)层攀,其具有診斷能力和電路保護(hù)功能。
36/42V電源系統(tǒng)的影響應(yīng)引起重視
36/42V標(biāo)準(zhǔn)電源是汽車電源系統(tǒng)的發(fā)展方向赃阀,新系統(tǒng)的采用會(huì)對(duì)汽車霎肯、零部件以及相關(guān)行業(yè)帶來(lái)多方面的影響,例如:
*該系統(tǒng)將改變?cè)瓉?lái)的配套體系榛斯、裝配方式以及試驗(yàn)設(shè)備观游,整車廠和電子配件廠都面臨設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的改變,特別是對(duì)于電器配件廠家驮俗,研制新產(chǎn)品迫在眉睫懂缕。發(fā)動(dòng)機(jī)廠同樣面對(duì)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)及測(cè)試設(shè)備的改進(jìn)意述;
*該系統(tǒng)使能源利用率得以提高提佣,因此會(huì)得到政府管理部門的認(rèn)可,從而出臺(tái)相應(yīng)的管理法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)荤崇。為保證標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施拌屏,需要相關(guān)測(cè)試設(shè)備的改進(jìn)和研制;
*對(duì)于配件供應(yīng)市場(chǎng)和汽車維修企業(yè)术荤,也將大大增加工作的復(fù)雜性倚喂,因?yàn)閷⒃谙喈?dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)兩種電源并存的情況。以前的一些維修方式將會(huì)因此而受到影響瓣戚,比如電壓的提高將帶來(lái)一些儀表量程的變化笛吱,老式操作方法需要改變。電壓的提高更易引起火花挥痊,也應(yīng)特別注意途培。
以上這些應(yīng)引起汽車行業(yè)及有關(guān)部門的足夠重視,并做好積極的準(zhǔn)備并采取相應(yīng)的對(duì)策芥嫉。
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