商用车电气系统设计

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1、一.课题简介汽车电气系统是现代汽车的重要组成部分，对商用车整车电气系统进行设计研究具有重要的实际意义及应用价值。本文所进行的商用车整车电气系统的设计与研究工作是建立在现有载货车技术水平基础上完成的。通过分析研究现行法规要求、法规的发展趋势、前一代车的技术特点以及国内现在汽车零部件的发展水平，确立电气系统设计目标，据此实现了样车整车电气系统的原理设计、参数设计和布置设计。本文在线束设计过程中，本课题具有实际工程应用价值，通过对整车电气系统进行设计研究，形成了一套比较完整科学的设计方案。通过规范设计流程、借助CAD手段

2、及相关分析理论的应用，可以避免设计缺陷，缩短设计周期，降低生产成本，从而取得市场竞争优势。1．1课题的来源、目的及意义随着电子技术的发展，汽车电器在现代汽车整车中的比重越来越高，除在传统的电气系统如：灯光、点火、起动外，还在电子驱动控制，自动变速器，电子牵引力控制，电子防抱死系统等得到广泛的应用。随着我国经济的迅速发展，人民生活水平不断提高，对汽车舒适性、经济性和安全性的要求也越来越高。与此相适应，国家相继出台了一系列的政策和法规来进一步规范汽车厂家的生产和引导大众的汽车消费。东风汽车有限公司目前的载货车主要是在八

3、十年代引进日本IEI产柴六、七十年代的汽车技术发展起来的。其汽车电气系统比较简单，仅有传统的点火系，起动系，照明系统等。显然易见，如此简单的汽车电气系统已经不但落后于电子技术的发展水平，也难以满足日益严格的国家法规的要求了。以汽车排放法规为例，自2004年7月1日起，在全国范围内开始实施相当于欧II标准的国家机动车污染物排放标准第二阶段限值。2005年，北京将实施欧IlI排放标准。新标准的实施，标志着我国的机动车污染。防治进入了一个新的阶段。然而，传统的柴油发动机即使采用增压、中冷等技术也只能达到欧II标准。因此，

4、作为满足柴油机排放、节能和提高性能的重要途径，柴油机电子控制技术已成为当前柴油机技术的重要发展方向。柴油机电子控制以其快速灵活的特点，保证了系统的实时性和精确性，并可根据需要采用不同的控制算法和调节规律，从而突破了传统机械调节系统速度慢和适应性差的弱点。再者，随着人民生活水平的提高，对汽车舒适性、安全和环保都提出了更高的要求，如此一来，汽车上的电器电子设备不断增多，如何使众多的设备协调、高效的工作，给汽车电气系统设计提出了新的课题。作为中国载货车行业的排头兵，东风汽车公司于2003年将开发新一代重型载货车列入东风汽

5、车公司战略性开发项目，以驾驶室换代、发动机达欧III排放标准为契机。二.商用车传统电气系统的组成及设计原则2．1电源系统汽车供电系统一般由发电机、电压调节器和蓄电池组成：发电机对柴油机而言大多采用硅整流交流发电机。电压调节器主要有电磁式电压调节器，分立元件半导体电压调节器，电子式无触点电压调节器几种。蓄电池有起动用铅酸蓄电池和低锑免维护蓄电池等。汽车的用电系统较多，所有系统都需要大量电能维持其工作，蓄电池只能维持一个短时间，其电能一旦耗尽，发动机将停机。为解决这个问题，汽车装有供电系统，它在发动机达到一定转速时向全

6、车各个用电系统供电，并向蓄电池充电。这就解决了在发动机停机时，蓄电池可重复向各个用电系统供电的问题。蓄电池供电持续时间取决于蓄电池容量的大小。2．1．1蓄电池的型式选择70年代开始，少维护或免维护铅蓄电池在国际市场上逐年增高。随着汽车工业和运输业迅速发展，要求启动用蓄电池少维护或免维护，这也是汽车整体可靠性的～环。所谓少维护或免维护，其含义是在汽车的使用过程中(包括静止状态)，不需要监视电解液面(因电解水导致损耗)，不致于因搁置产生自放电。换言之，不进行维护或少维护仍然保持蓄电池在启动和行驶所需要的能量。由于自放电

7、的存在，蓄电池在放置时也会失掉容量。特别是长时间或高温情况下，一定时间后，同于硫酸化，即使再充电也不能恢复原状，致使蓄电池不能再使用。免维护蓄电池和少维护蓄电池与普通蓄电池相比，容量保持有明显差别，见图2-1。普通启动用铅蓄电池栅板多采用铅一锑(Pb—sb)合金(锑含量4％～7％)，锑量增多有利于提高栅板的机械强度，改善铸造性能。但是在充电时，阳极栅板中的锑逐渐溶解到溶液中，并在阴极表面上沉积，与阴极活性物质铅形成微电池，导致自放电增大。因锑的过电压比铅小，所以充电电压降低，在用定电压充电时，充电电流逐渐增加，从而

8、加剧了水的分解，加速了电解液量的减少。因此，要使所使用的合金能达到栅板机械强度大，耐腐蚀，可铸造性等特点，目前实际使用的合金为以下两大类：一是铅一钙合金；二是低锑多元合金。铅一钙合金自放量少，耐过充性好，水耗低，但低效率深放电容量下降快，铸造工艺较复杂，需要防钙高温易氧化的措施和快速测量，定钙量的仪器。低锑多元合金白放电用电解液损耗特性不如铅钙合金好，但明显