汽车电源系统设计研究

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1、汽车电源系统的设计研究王鼎鼎(上海汽车集团股份有限公司技术中心，上海201804)【摘要】汽车电源系统合理严谨的设计方法是保证后续验证措施有效的前提。文章提供了汽车电源系统设计的方法。【Abstract】Reasonableandstrictdesignofthevehiclepowersupplysystemisthepremiseofthevalidationmethod．Thedesignmethodofvehiclepowersupplysystemisintroduced．【关键词】设计方法电源系统起动电机蓄电池发电机doi：10．

2、3969／j．issn．1007-4554．2013．09．070引言汽车每次行驶都会经过起动、用电、熄火、静置4个步骤，汽车电源系统设计的合理性是上述4个步骤能长期循环的保障，也是整车供电、用电正[=>-——◆常化的保障。电流方向机械连接现代汽车发动机技术不断地更新，车上用电图1整车电源系统关系器的负载也越来越大，整车电源系统的重要性就越发显得更加重要了。本文研究的整车电源系统发动机的前端附件上，此时，通过轮系中的曲轴及设计方法主要适用于乘用车。皮带传动，与发动机转速以一定的速比进行转动，在发动机正常运行后发电机开始发电，并代替蓄1汽车电源

3、系统的构成电池给整车电器负载供电，包括向蓄电池进行充电。蓄电池周边的附件，一般如蓄电池隔热罩，是用来隔离蓄电池本体与周边的高温环境的，以更汽车电源系统由起动电机、发电机、蓄电池及好地保护蓄电池在相对较低的环境温度中工作，其附件构成。整车电源系统关系如图1所示。以延长蓄电池的寿命。起动电机工作时，小齿轮弹出至工作位置，与发动机曲轴上的飞轮齿圈啮合，带动飞轮及曲轴转动，同时发动机喷油点火，直至发动机起动。蓄2整车电源系统设计电池在此过程中为起动电机提供大电流，以使起动电机能有足够的电能转化为机械能，使发动机电源系统主要包含4个部分，在设计的过程转

4、速提升。在发动机正常起动之后，起动电机停中需要遵循一定的步骤，按照起动电机、蓄电池、止工作，小齿轮退出工作位置。发电机是安装在发电机、蓄电池附件的顺序来进行设计。收稿日期：2013—06—25上海汽车2013．09·27·2．1起动电机的设计用起动电机的最大功率，并能减少因功率损失而起动电机作为发动机起动的能量输入端，对引起的发热。同时，在此点上起动电机的转速也于发动机的起动十分重要。因此，设计起动电机可以由图2得出，在经过下式来换算出发动机的时，发动机的各项参数对起动电机就显得很重要，转速如发动机的功率、使用的最低环境温度、气缸数和气缸布局

5、，最后这些信息反映到量化的指标上，即Ⅳs嚣(2)发动机在一30℃稳态拖动的反扭矩。这个数值可式中，Ⅳ为发动机转速；Ⅳ为起动电机转速；n为以通过发动机设计时由发动机相关工程设计方给起动电机小齿轮齿数；n为发动机飞轮齿圈齿数。出，也可以由实际发动机样机测得。发动机能够自启动的转速通常由表1来定实际测试的情况，需要在一30qC的环境舱中，义，可以根据个别系统的不同来具体调整。使用发动机测功机对发动机在此环境温度下稳态表1发动机自启动转速拖动时所测得的等效扭矩来获得。起动电机所需种类最小自启动转速／(r／min)要输出的扭矩通过下式来获得汽油发动机l

6、0o～120=薏(1)柴油发动机120～140式中，为起动电机输出扭矩；TE为发动机反扭起动电机输出图确定后，在满足起动电机输矩；n为起动电机小齿轮齿数；n为发动机飞轮出扭矩的情况下，如果对应的起动电机转速在换齿圈齿数。算后，发动机转速过低，可以通过调整起动电机内在计算得出小齿轮所需输出扭矩后，通过图2部行星减速机构的减速比来调整起动电机输出图起动电机输出所示，可以通过扭矩、转速、功率曲上的扭矩和转速曲线，对应的起动电机输出功率线的相互关系，得到起动电机拖动时需要的电流曲线也会因此调整而向左或者向右移动。值。要注意的是，当任何调整都不能满足所

7、有转一般规定起动电机的输出图上标注该曲线的速、扭矩、功率要求时，意味着该起动电机的功率外部电路阻值，通常情况下为5～15mn不等，可过小，需要重新选择功率更大的起动电机来满足以根据实车情况而定。设计要求。2．2蓄电池的设计蓄电池为起动电机提供电能来使起动电机工作，其主要参数有：冷启动电流(CCA)，A；20h率容量，Ah。乏晕2．2．1冷启动电流的确定褂冷启动电流定义为蓄电池在一18℃时，充满电的12V蓄电池在30S内，其端电压下降到7．2V时，蓄电池所能供给的最小电流。在起动电机设计完成后，起动电机输出图也确定了，从图2可知，起动电机转速为

8、0时，起动电机输出扭矩最大，这里的电流值接近于起动电机堵转时的电流值，所以蓄电池冷启动图2起动电机输出电流的值需要大于等于起动电机输出图上的堵该电流值的最佳范围在起