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1、北京市公交技工学校专业理论课教案（首页）授课章节名称§5-842V汽车电源系统简介审批签字授课班级零四级十二班授课时数2授课时间5.18（3～4）授课方法讲授教具课件、多媒体、实物等教学目的和要求了解2V汽车电源系统的特点与用途。教学重点与难点2V汽车电源系统的特点作业工作页制订教师赵超越教学内容及步骤一、复习引入二、新课讲授三、课上小结四、布置作业教学后记授课内容授课方法§5-842V汽车电源系统简介现在的14(12)V汽车电源已经有近50年的历史了。在这以前汽车广泛采用6V的电源,由于汽车发动机的压缩比的不断提高,起动机的
2、功率也随之增加,6V电源已经不能满足需要,所以从50年代开始逐步被12V电源所取代,当时汽车的电器附件较少,12V电源完全能满足需要,汽车制造商因此忽视了对汽车电源系统长期发展计划的制定,使这一系统一直袭用了50年,这对汽车技术的发展有一定的负面影响,尤其是制约了汽车电器的发展.现在这种情况已经到了必须改革的时候了,由于汽车发动机的压缩比的不断提高,起动机的功率也随之增加,12V电源已经不能满足需要,大量的高新技术在汽车上的广泛采用使得汽车上的电器装置愈来愈多,如电动转向,电制动,主动悬架,空调系统,导航系统和自娱系统等,12
3、V电源的功率在3KW左右,已经不能满足需要,为了提供所需的电能，约60个汽车制造商和零部件供应商合力开发了42伏电源系统。目标是既节省能量，同时实现种种新的电动功能。42电源的功率将是前者的一倍,对汽车电器提供了较大的发展空间。早在20世纪90年代，德国成立了车载电源论坛（Forumbordnrtz），参加这一机构的成员有大众、奥迪、宝马、欧宝和保时捷，该机构主要从事用42V电源供电规范的标准化研究，提出了14V/42V双电压供电系统的规范草案。另外，福特与麻省理工学院也发起组织的MIT/工业联盟，成员包括通用、戴姆勒、奔驰、
4、宝马、雷诺、沃尔沃、西门子、博世、摩托罗拉、德尔菲等知名汽车商、零部件商及电子电讯商。该组织主要是研究14V/42V双电压供电系统对汽车电器与电子设备的影响及实现方法。为推动这一工作发展，美国汽车工程学会（SAE）还专门成立了双/高电压车辆电子系统委员会。从参与这一计划研究的广泛性来看，这一新的电气系统结构已经得到了国际汽车工业界的认可。欧洲的汽车公司将率先使用，启发讲解展示相关资料播放工作页提问奔驰公司和BMW计划在2003年把42V电源的汽车推向市场,日本和美国的公司也将紧随其后,汽车电器系统的巨大变革已经不可逆转.采用4
5、2V电源的最重要的意义还在于使产品设计人员从过去的许多局限性中解脱出来,为汽车技术的发展提供了充分的想象空间.例如采用42V电源以后,新的电源系统可以把发动机的机械驱动的控制系统和附件从发动机中分离出来,集成到一起,由电动机直接驱动,以进一步减少发动机的部件,降低发动机的自重并提高效率,例如,发动机的冷却系统可以独立出来由电动机直接带动.又例如,发动机的设计师们正在构想由电动机直接和计算机结合控制发动机进排气门的开启和闭合,可以省去正时机构和凸轮轴,这样,既简化了结构又提高了燃油经济性和改善了排放.42V电源的采用为发展混合动
6、力汽车创造了条件,必将大大推动混合动力汽车的动力总成及其部件的发展.尤其是对适合城市应用的混合动力汽车的开发具有决定性的影响,在城市交通拥挤的工况下,怠速和超低速运行,大约占汽车总行驶时间的20-30%,不但浪费了大量的能源,而且在这种工况下工作时,汽车排放的有害物是正常工况的几十倍乃至数百倍,采用42V电源,可以实现在低速时(例如20Km/h以下)由电源直接驱动电动机作为汽车的动力源,在交通管制路口等待信号时可以方便地切断电源,完全避免了怠速的工况.关键的技术是要开发能完成这些功能的电机以及相关的部件,使之既能起动发动机又能
7、取代发动机作为动力源,在发动机工作时还可以带动发电机对电源充电.进入21世纪，汽车电压升级的问题就进入了实质性的议事日程，试验性应用已经开始。在新的电气系统中，有两种实施方案，一种是全车42V单电压方案，另一种是14V/42V双电压方案。前者会对目前汽车零配件制造行业产生重大冲击，后者则冲击较小，过渡平缓。因此汽车工业界倾向于双电压方案。14V/42V双电压方案的内容是：将汽车电器与电控装置根据耗电大小分为两组，中小功率为一组，用14V电压供电，较大功率电器装置采用42V电压供电，这些装置平均功率分别在400/1000W范围内
8、，峰值功率可高达500/5000W。提高电压值，可以减少电器装置本身的体积、质量和损耗，也有利于控制装置的小型化，提高集成度。例如三元催化转换加热器、挡风玻璃加热器、冷却风机、电气悬架、电磁阀驱动电器等。传统电器及部分电器装置（例如照明、信号、仪表板、电动摇窗机、中央控锁系统
