隨著汽車電子技術(shù)的發(fā)展，整車上的用電設(shè)備越來越多，給整車電源系統(tǒng)帶來的壓力越來越大，為保證車輛運(yùn)行的安全可靠，整車電源系統(tǒng)必須進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，以滿足整車用電設(shè)備的電量需求。整車電平衡是研究整車電源系統(tǒng)電能供給與消耗之間的平衡關(guān)系，即發(fā)電機(jī)、蓄電池和其它各種用電設(shè)備之間電能產(chǎn)生與消耗的動(dòng)態(tài)平衡。發(fā)電機(jī)、蓄電池和用電設(shè)備之間的電量如何匹配是整車電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，若匹配不當(dāng)將直接影響整車的正常工作。

1、整車電平衡設(shè)計(jì)原則：

整車電平衡設(shè)計(jì)原則是發(fā)電機(jī)必須在絕大多數(shù)運(yùn)行工況下，能夠給各用電設(shè)備提供足夠的電能，同時(shí)又能保證給蓄電池充電，即所選定的發(fā)電機(jī)的特性能夠使發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電量至少等于相同工況下用電器的消耗。

2、整車電平衡理論計(jì)算：

為計(jì)算發(fā)電機(jī)、蓄電池參數(shù)以及確定整車用電器使用頻度，首先要確認(rèn)車型定位，明確車輛使用條件、行駛條件等，如白天、夜晚，熱帶、寒帶，各種路況行駛比例等，在此基礎(chǔ)上才能進(jìn)行更加準(zhǔn)確、合理的分析計(jì)算。?

例如，車型定位為出租車，一般工作在車流擁擠的城市工況，需要考慮整車用電負(fù)載增加車頂燈、計(jì)價(jià)器等；在整車用電器負(fù)荷的計(jì)算時(shí)，使用頻度也會不同于公務(wù)車和私用車；車輛運(yùn)行工況也要考慮上下班高峰、長期低速運(yùn)行等工況。以某車型為例，介紹整車電平衡開發(fā)過程中的蓄電池和發(fā)電機(jī)的選型方法。?

2.1、蓄電池選型計(jì)算。?

蓄電池的作用主要是在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)向起動(dòng)系統(tǒng)和點(diǎn)火系統(tǒng)供電；當(dāng)發(fā)電機(jī)過載時(shí)，協(xié)助發(fā)電機(jī)向用電器供電；在發(fā)電機(jī)正常工作時(shí)，蓄電池相當(dāng)于一只大電容起到穩(wěn)定電源電壓的作用，同時(shí)將發(fā)電機(jī)剩余的電能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能存儲起來。蓄電池選型主要包含2個(gè)參數(shù)：冷起動(dòng)電流CCA（ColdCrankingAmpere）和蓄電池容量C20。

蓄電池的容量主要由兩部分構(gòu)成：一是起動(dòng)容量，即起動(dòng)過程中所消耗的電量；二是靜態(tài)容量，即車輛放置時(shí)需要消耗的電量。即：蓄電池容量）起動(dòng)容量＋靜態(tài)容量。其中，靜態(tài)容量包含三部分：一是由車輛靜態(tài)電流在規(guī)定停放時(shí)間（一般國內(nèi)規(guī)定車輛停放時(shí)間為6周，歐洲為8周）內(nèi)消耗的電量；二是由蓄電池自放電消耗的電量；三是由停車時(shí)的慣性負(fù)載消耗的電量。同時(shí)還要考慮蓄電池的最低起動(dòng)能力，一般情況下，常用的鉛酸蓄電池在50%SOC時(shí)為有起動(dòng)能力。因此選擇蓄電池時(shí)要考慮：使用條件、行駛條件、環(huán)境溫度、整車靜態(tài)電流、慣性負(fù)載等綜合因素。

2.2、發(fā)電機(jī)的選型計(jì)算?

發(fā)電機(jī)是整車用電設(shè)備的能量來源，同時(shí)擔(dān)負(fù)著蓄電池的補(bǔ)充充電。如果發(fā)電機(jī)的功率過大，不僅占用體積，發(fā)電機(jī)容量得不到充分利用，而且發(fā)動(dòng)機(jī)的油耗也會增加。發(fā)電機(jī)功率過小，則蓄電池充電不足，影響起動(dòng)，并造成蓄電池過早損壞?？紤]到保證用電設(shè)備供給、提高電源系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性和發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性，發(fā)電機(jī)輸出功率的選擇應(yīng)以保證汽車行駛時(shí)正常用電量和蓄電池所需要的充電量為基礎(chǔ)。在極限高峰時(shí)段時(shí)，允許蓄電池向用電設(shè)備提供一定量的放電電流，這也是選擇發(fā)電機(jī)輸出功率所必須遵循的原則。

2.2.1整車電負(fù)荷計(jì)算?

2.2.1.1用電設(shè)備分類 根據(jù)汽車行駛中用電設(shè)備的工作時(shí)間長短，將用電設(shè)備分為3種。1）持續(xù)工作用電設(shè)備在汽車行駛過程中一直工作的電氣設(shè)備，包括點(diǎn)火系統(tǒng)、供油系統(tǒng)、儀表等。2）長時(shí)工作用電設(shè)備在汽車行駛過程中經(jīng)常使用的電氣設(shè)備，包括娛樂系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、燈光等。3）短時(shí)工作用電設(shè)備在汽車行駛過程中只是短暫使用或隨機(jī)使用的電氣設(shè)備，包括電動(dòng)天窗、電動(dòng)后視鏡、點(diǎn)煙器、ABS及其他一些瞬間開啟的電氣設(shè)備。

2.2.1.2用電設(shè)備使用頻度 整車電負(fù)荷與用電設(shè)備的使用和工作狀態(tài)相關(guān)，用電設(shè)備工作狀態(tài)決定于季節(jié)、環(huán)境、交通狀態(tài)和個(gè)人使用愛好，復(fù)雜的使用條件使整車電負(fù)荷的計(jì)算變得困難。為了分析計(jì)算方便，引入用電設(shè)備使用頻度來計(jì)算整車的用電量。用電設(shè)備的使用頻度詳見表1。表1說明：①Ko、Ks、Kw分別表示用電器使用與季節(jié)氣候無關(guān)、夏季和冬季3種情況下的使用頻度系數(shù)，即用電器按工作性質(zhì)確定的權(quán)值。（2）PO、Ps、PW分別為對應(yīng)于頻度系數(shù)Ko、Ks、Kw3種情況下用電器的等效功率。

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