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汽车电源步入42V系统设计案例

导读: 汽车供电系统由现有的14V标准向42V标准转化已经成为必然发展趋势,并将在未来数年内得到迅速发展,从而导致汽车电器电子产品的一场革命。

   汽车电源的电压从上世纪50年代的6V改为12V,己有50多年的历史。自1990年开始,汽车用电量每年以5%~8%的比例增加,其平均电力负荷的发展历史与趋势见图1。随着汽车技术的不断进步,将会有越来越多的电气及电子系统被应用到汽车上。

  20世纪90年代,汽车设计者提出的提高汽车电源电压的构想,很快得到汽车研究者、汽车制造商、零部件制造商的一致认同,并制定了汽车电源42V电压的相关标准。

  汽车供电系统由现有的14V标准向42V标准转化已经成为必然发展趋势,并将在未来数年内得到迅速发展,从而导致汽车电器电子产品的一场革命。汽车新供电系统标准的实施,对汽车电子工业的传统产品将带来巨大的冲击。这对于我国来说既是一次挑战,也是一次难得的机遇。我们应在汽车电源改革的过程中,积极参与研发,与国际汽车电器电子产品接轨。

汽车电源步入42V系统设计案例

  1  42V汽车电气系统优点

  1.1 电压安全、易得

  根据欧洲的安全法规定人体的安全电压在50V以内,任何超过60V电压的系统,在导线和连接处都要有特殊的绝缘措施,这将增加系统的重量和成本。因此,选择42V电压,就是希望在满足电能需要的同时,能像传统的12V系统一样,即使触碰到电极或金属车体时也不会对人体安全造成威胁。

  42V电压值是目前汽车发电机输出电压14V的3倍,其采用的36V蓄电池有利于使用3节传统的12V铅酸蓄电池串联改装组成。

  1.2 显着降低汽车线束成本

  现代汽车拥有长达2km的导线、2000多个线头和350多个集线器,42V电源系统可大幅度降低这些线束的重量及成本。从理论上讲,传输同样的功率,42V系统的电流只有14V系统的三分之一,这样就降低了电机及电力元件的电流负荷,也使导线及功率元件的传输损耗降低为原来的近九分之一,并可以减小导线截面积以降低重量。

  1.3 使大量高新技术被广泛应用

  有了42V电源系统,许多以前看似不切实际或不可能的技术也都变得可行了。在42V电气系统中,线控技术、行驶平顺性控制装置、电子加热式催化器和电磁阀系统、主动悬挂和电动四轮辅助驱动装置都能更有效地使用,为车辆的结构改进提供了更大的可能性(表1)。

汽车电源步入42V系统设计案例

  使用42V电源系统,发动机的一些长期运转的附件如转向助力泵、水泵、冷却风扇、空调压缩机和气泵等呵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。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,带来更好的驾驶舒适性和更好的燃油经济性。

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