整车12v电源系统设计与验证

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1、22技术纵横轻型汽车技术2012(10)总278整车12V电源系统的设计与验证杨凯(南京汽车集团有限公司(南京))摘要整车电源系统的合理设计匹配直接影响到整车的经济性、安全性、可靠性和舒适性，本文结合整车电源系统设计实例详细地介绍了整车12V电源系统的设计与验证方法。关键词：12V电源系统发电机起动机蓄电池随着汽车电子技术的发展，现代乘用车上的后起动发动机，这要求起动机必须有足够的功率，用电设备越来越多，如电动助力转向、自动空调、才能确保迅速、可靠地起动发动机。在选择起动机自动变速箱、自动导航、电子燃油喷射系统等，电时，整车厂提供相关的边

2、界条件给起动机供应商，器件电量耗用变多是发展的必然。据统计，目前每包括发动机的低温阻力矩、最低转速要求、发动机辆汽车上的平均耗电需求已经由20世纪7O年代排量、缸数、飞轮齿数、蓄电池的性能、蓄电池内阻的500W以下发展到当今950W以上，这就要求等，供应商根据这些要求进行计算确定起动机功整车电源系统的设计需安全、可靠和舒适。整车电率，然后根据相关的试验，确定起动机的转速。源系统主要包括蓄电池、起动机及交流发电机，由1．1起动机功率的选定这些部件以及部件之间的相互支持与制约过程就起动机功率的选择是根据起动机所需的输出构成了整车的电源系统运行

3、机制。整车电源系统扭矩来确定，起动发动机所必须的功率是依据发主要考虑的是蓄电池、起动机及发电机之间的合动机的最低起动转速和发动机阻力矩而定。计算理匹配，如果不匹配，会使故障增多并相互影响与公式如下：制约。P=M*n／9550(KW)(1)一般来说，在整车设计初期，当动力总成参数其中：M为发动机最低起动转速时的阻力矩，给定，整车电器功能详细参数发布，车辆目标市场单位Nm，发动机的阻力矩主要取决于发动机气缸等设计输入给定之后，就可以根据相应输入信息的工作容积、气缸数、压缩比、转速和起动温度等确定电源系统的设计边界条件，如发动机起动扭参数。为了

4、准确得到这一数据，一般主机厂都通过矩和最低起动转速，目标市场的极低和极高环境一系列发动机低温起动试验来测定起动阻力矩。n温度，整车电器用电量等等。然后根据这些边界条为发动机最低起动转速，单位r／min，这一参数一件来进行电源系统各子零件参数设计和匹配工般由主机厂定义，对于汽油发动机通常为50～70作。本文结合某车型开发实例详细介绍了电源系r／min，柴油发动机最低运转速度通常为100～200统设计与验证方法。r／mino例如：某车型配备发动机排量为1．5L，直列1起动机设计四缸，压缩比10．5：1，最大输出扭矩135Nm，最大起动机通过小

5、齿轮与飞轮齿圈啮合，以一定输出功率80kW。设计要求满足一30℃低温起动，扭矩带动发动机克服阻力矩转动，达到点火转速要求起动机拖动转速100r／min。经低温试验测得24技术纵横轻型汽车技术2012(10)总278验、堵转性能试验、高低温试验、热冲击试验、温度P一起动机额定功率，单位马力湿度变化试验、灰尘侵人试验、耐液体试验、水喷U——起动机额定电压，单位V射试验、台架振动试验、啮合冲击试验、超速试验、某车型容量计算C=600×0．9／(0．735×12)台架耐久试验。=61．2Ah，在蓄电池供应商提供的H系列蓄电池系统级试验：整车低温冷

6、起动试验，某车型低中，最终选择一款H5，63Ah的蓄电池。温下发动机转速信号波形如图5所示。2_2蓄电池其它参数蓄电池低温冷起动电流CCA也是一个非常重要的参数，它体现了蓄电池在低温环境下的放电能力，一般标称为一18℃时的输出电流。测试方法主要有EN和SAE两种方法。此外储备容量C也是一个参考参数，可以和c∞通过经验公式换算。针对某车型，我们要求该款63Ah的H5规格蓄电池的CCA为570A(SAE)，储备容量为110min。2．3蓄电池的设计验证要求图5低温下发动机转速信号波形根据整车厂的试验标准要求，来验证蓄电池整车道路可靠性试验：冬

7、季耐久试验、铺石路的相关性能，主要通过台架试验、系统及试验及整面试验。车道路可靠性试验来验证。台架试验：容量测试、储备容量测试、冷起动2蓄电池设计测试、充电接受测试、自放电测试、过放电测试、腐蓄电池是一种化学储能器，是整车电源系统蚀测试、循环寿命测试、60℃水损耗测试、温变后的重要组成单元，它在汽车行驶时储存由发电机高压测试、振动测试、25cc蓄电池密封测试、温变产生的多余电能，并且是启动发动机和供给电气后蓄电池气密性测试、45℃倾角测试、酸回流测试系统各用电器电能所必须的装置，当发电机输出验、振动下漏酸试验、搬运试验、过充时压力测试、不

8、足时给车载电器供电。并且可以对整车纹波电提手强度测试、安全’狈4试、外壳碰撞测试。压起动起到很好的滤波作用。系统级试验：整车低温冷起动试验。因此蓄电池在整车用电平衡中起着至关重要整车道路可靠性