汽車電源步入42V系統(tǒng)設(shè)計(jì)案例解析

　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(shì)見圖1。隨著汽車技術(shù)的不斷進(jìn)步，將會(huì)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14V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(shì)，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(chǎng)革命。汽車新供電系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，對(duì)汽車電子工業(yè)的傳統(tǒng)產(chǎn)品將帶來巨大的沖擊。這對(duì)于我國(guó)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(guó)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(huì)對(duì)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(zhǎng)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(dòng)懸掛和電動(dòng)四輪輔助驅(qū)動(dòng)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）。