汽車新電氣系統(tǒng)雙電壓方案簡介

在新的汽車電氣系統(tǒng)中，有兩種實(shí)施方案，一種是全車42V單電壓方案，另一種是14V/42V雙電壓方案。前者會對目前汽車零配件制造行業(yè)產(chǎn)生重大沖擊，后者則沖擊較小，過渡平緩。因此汽車工業(yè)界傾向于雙電壓方案。

早在20世紀(jì)90年代，德國成立了車載電源論壇(Forumbordnrtz)，參加這一機(jī)構(gòu)的成員有大眾、奧迪、寶馬、歐寶和保時(shí)捷，該機(jī)構(gòu)主要從事用42V電源供電規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)化研究，提出了14V/42V雙電壓供電系統(tǒng)的規(guī)范草案。另外，福特與麻省理工學(xué)院也發(fā)起組織的MIT/工業(yè)聯(lián)盟，成員包括通用、戴姆勒？奔馳、寶馬、雷諾、沃爾沃、西門子、博世、摩托羅拉、德爾菲等知名汽車商、零部件商及電子電訊商。該組織主要是研究14V/42V雙電壓供電系統(tǒng)對汽車電器與電子設(shè)備的影響及實(shí)現(xiàn)方法。為推動這一工作發(fā)展，美國汽車工程學(xué)會(SAE)還專門成立了雙/高電壓車輛電子系統(tǒng)委員會。從參與這一計(jì)劃研究的廣泛性來看，這一新的電氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)已經(jīng)得到了國際汽車工業(yè)界的認(rèn)可。

14V/42V雙電壓方案的內(nèi)容是：將汽車電器與電控裝置根據(jù)耗電大小分為兩組，中小功率為一組，用14V電壓供電，較大功率電器裝置采用42V電壓供電，這些裝置平均功率分別在400-1000W范圍內(nèi)，峰值功率可高達(dá)500-5000W。提高電壓值，可以減少電器裝置本身的體積、質(zhì)量和損耗，也有利于控制裝置的小型化，提高集成度。例如三元催化轉(zhuǎn)換加熱器、擋風(fēng)玻璃加熱器、冷卻風(fēng)機(jī)、電氣懸架、電磁閥驅(qū)動電器等。傳統(tǒng)電器及部分電器裝置(例如照明、信號、儀表板、電動搖窗機(jī)、中央控鎖系統(tǒng)、發(fā)動機(jī)電子燃油噴射裝置、點(diǎn)火控制裝置等)功率不大，采用14V供電有利。新的供電系統(tǒng)與傳統(tǒng)供電系統(tǒng)有完全的兼容性，這是該系統(tǒng)的基本特點(diǎn)。

14V/42V雙電壓變換過程如下：交流電發(fā)動機(jī)輸出42V高電壓，借助一個DC/DC變換器 (直流變換器)，由42V變換14V。在這個系統(tǒng)中，DC/DC變換器將供電系統(tǒng)分隔為兩個具有不同電壓等級的供電系統(tǒng)，除降壓外，還在整個電氣系統(tǒng)電能分配管理起到重要作用。

當(dāng)然，雙電路供電系統(tǒng)也有它的缺點(diǎn)，例如需要兩個14V及42V蓄電池組，因而增加了車輛附加承載，占用更大的空間及增加造價(jià)。而且尚待解決的問題不少，例如DC/DC變換器產(chǎn)生的電磁干擾；高電壓瞬態(tài)現(xiàn)象及抑制控制方法；雙電壓電器系統(tǒng)在車輛運(yùn)行時(shí)的功率流向及分配問題等等；但是，做為一種方向，汽車電氣電壓升級將會在未來幾年付諸實(shí)施。