金升陽概述:汽車電子電源的組成和選型指南
發布時間:2014-10-13 來源:廣州金升陽科技有限公司 責任編輯:xueqi
【導讀】隨sui著zhe智zhi能neng技ji術shu的de不bu斷duan發fa展zhan,汽qi車che的de其qi他ta模mo塊kuai發fa展zhan已yi經jing固gu化hua,汽qi車che的de舒shu適shi度du主zhu要yao是shi體ti現xian在zai汽qi車che電dian子zi智zhi能neng程cheng度du。本ben文wen中zhong,金jin升sheng陽yang將jiang介jie紹shao汽qi車che電dian子zi電dian源yuan選xuan型xing指zhi南nan。
概述:
汽車整個構造複雜,零部件數以萬計,但是整個汽車的基本構造可以概括劃分為四大部分:發動機、底盤、車身、汽車電子。汽車電子占整車成本的比例一直在上升,目前汽車電子占據整車成本範圍在15%-30%,對於一些高端車,汽車電子占據總成本接近40%-50%。隨著智能技術的不斷發展,汽車的其他模塊發展已經固化,汽車的舒適度主要是體現在汽車電子智能程度。

車載汽車電子係統非常多,主要包括車載供電係統、啟動係統、發動機管理係統、照明係統與燈光管理係統、儀表指示係統、空調係統、輔助係統、安全氣囊係統、自動變速器電子控製係統、電子控製懸架係統、車載智能鑰匙係統、駐車輔助係統、汽車娛樂係統、汽車遠程通訊係統、汽車設備線路及車載總線係統等,這些係統組合構成了汽車電子係統。
汽車電源的組成:
燃油汽車的電源係統主要由蓄電池和發電機組成,雙模汽車和純電動電車的電源係統主要由動力蓄電池、鉛酸蓄電池和DC-DC電壓逆變器組成,再到各個係統內部使用電源模塊或電源芯片進行電壓轉換。兩者的主要區別主要體現在:
1. 燃油汽車的電源係統為低壓係統,一般為12V,雙模汽車和純電動汽車的電源係統為低壓電和高壓電並存,高壓電一般為300V-500V或者以上,由動力蓄電池提供;低壓電為12V、24V和42V,有鉛酸蓄電池或DC-DC電壓逆變器提供。
2. 雙模汽車或純電動汽車的動力蓄電池是整車的動力源,動力蓄電池把電能供給電動機來驅動汽車;而燃油汽車的動力則是靠發動機燃燒汽油獲得,非電力驅動。
youyuqicheneibuyouduogexitongshuyuchangdianshebei,namezaifadianjibugongzuodezhuangtaixia,jiuxuyaoqiansuanxudianchigongdian,zheduiyuxudianchihedianzishebeidoushiyigebuxiaodekaoyan,youqishidianzishebeidegonghaodaxiaoshiyigehexinwenti。xianzaihenduochangshangyaoqiuzhengchedechangdianshebeidejingtaigonghaoxiaoyu20mA,那麼對於常電係統則要求做到幾個mA的靜態功耗。
更geng多duo情qing況kuang下xia,係xi統tong內nei部bu需xu要yao低di壓ya,這zhe就jiu需xu要yao對dui鉛qian酸suan電dian池chi的de電dian壓ya進jin行xing轉zhuan換huan。特te別bie是shi在zai發fa電dian機ji供gong電dian狀zhuang態tai下xia,對dui轉zhuan換huan電dian源yuan的de抗kang幹gan擾rao能neng力li要yao求qiu苛ke刻ke。發fa電dian機ji產chan生sheng的de交jiao流liu電dian隻zhi是shi經jing過guo了le全quan波bo整zheng流liu就jiu直zhi接jie給gei係xi統tong進jin行xing供gong電dian,如ru果guo整zheng個ge係xi統tong電dian源yuan濾lv波bo措cuo施shi處chu理li不bu當dang,很hen容rong易yi幹gan擾rao到dao係xi統tong內nei部bu。目mu前qian,很hen多duo車che載zai安an全quan係xi統tong一yi般ban都dou采cai用yong隔ge離li電dian源yuan進jin行xing轉zhuan換huan供gong電dian,非fei安an全quan係xi統tong由you於yu受shou到dao成cheng本ben的de困kun擾rao在zai使shi用yong非fei隔ge離li芯xin片pian搭da建jian的de電dian路lu進jin行xing電dian壓ya轉zhuan換huan。

汽車電子電源環境及其要求:
qichechezaidianyuanxitongdeyingyonghuanjingbiputongdianyuanxitongyaofuza,yinweiqicheneidediancihuanjingjiaoweielie。qichededianqishebeizaiyunxingshihuichanshengdaliangdianciganrao,zhexieganraodepindaihenkuan,tongguochuandao、耦(ou)合(he)或(huo)者(zhe)輻(fu)射(she)的(de)方(fang)式(shi),傳(chuan)播(bo)到(dao)電(dian)源(yuan)係(xi)統(tong)內(nei),進(jin)而(er)影(ying)響(xiang)到(dao)電(dian)子(zi)設(she)備(bei)的(de)正(zheng)常(chang)工(gong)作(zuo)。最(zui)惡(e)劣(lie)的(de)情(qing)況(kuang)往(wang)往(wang)是(shi)由(you)於(yu)車(che)輛(liang)自(zi)身(shen)產(chan)生(sheng)的(de)幹(gan)擾(rao)所(suo)產(chan)生(sheng)的(de),如(ru)點(dian)火(huo)係(xi)統(tong)、發電機及整流器係統的幹擾脈衝。
最為關鍵的原因是汽車的所有供電都是連接到一個點,這樣設備之間的幹擾會沿著電源線直接串擾過去,幹擾到其他的設備。
除了上述內部幹擾外,汽車電子和其他普通的電子產品相比,外部環境的惡略程度要高出很多,尤其是溫度、濕度、振動、雨水、耐老化性能、電壓波動以及電壓衝擊等因素。更加重要的是,汽車作為人類常用的交通工具,它的可靠性和安全性倍受大家的關注。以下特意彙總了汽車常見電子部件的溫度規格:
表一:汽車電子環境溫度分析

電子內部元器件也要承受來自各種環境因素的嚴酷考驗,自從汽車電子委員會(AEC)設立了質量控製標準後,AEC-Q-100芯片應力測試規範認證對於汽車內部芯片有了嚴格的管控,AEC 標準也逐漸向汽車電子零部件的通用測試規範發展。經過10 多年的努力,AEC-Q-100 已經成為汽車電子係統的通用標準。在AEC-Q-100 之後又陸續製定了針對離散組件的AEC-Q-101 和針對被動組件的AEC-Q-200 等規範,以及AEC-Q001、Q002、Q003、Q004 等指導性原則。
ISO 16750 係列標準是國際標準化組織ISO zuijinjiniantuichudezhenduiqichedianzidehuanjingkekaoxingbiaozhun,gaibiaozhunshiouxichechangyongdebiaozhun,bingqiezhujianbeishijiegeguozhuanhuaweiguojiabiaozhun,yezhujianbeigeqiyebiaozhunsuoyinyong,chengweiyingyongbijiaoguangfandeqichedianzidehuanjingkekaoxingbiaozhun。gaixiliebiaozhunbaokuowugebufen:

汽車電子電磁兼容特點及要求:
隨著汽車車載電子產品種類越來越多,加之許多重要的監視、控製係統功能為電子裝置所代替,車輛安全行駛的性能也就與其工作的電磁環境密切聯係了起來。如果零部件的EMS能neng力li若ruo太tai低di,一yi旦dan受shou到dao內nei部bu或huo外wai部bu的de電dian磁ci騷sao擾rao,輕qing者zhe可ke能neng影ying響xiang產chan品pin性xing能neng,重zhong者zhe則ze可ke能neng直zhi接jie影ying響xiang行xing車che安an全quan,致zhi使shi人ren員yuan損sun傷shang。由you於yu車che輛liang及ji其qi零ling部bu件jian存cun在zai對dui安an全quan性xing能neng要yao求qiu非fei常chang高gao的de特te殊shu性xing,車che輛liang的deEMC標準的嚴酷程度往往高於一般電子產品數倍以上。
EMS 試(shi)驗(yan)法(fa)是(shi)以(yi)外(wai)加(jia)騷(sao)擾(rao)能(neng)量(liang)到(dao)被(bei)測(ce)設(she)備(bei)上(shang)的(de)方(fang)式(shi),來(lai)判(pan)定(ding)被(bei)測(ce)設(she)備(bei)的(de)抗(kang)擾(rao)度(du)能(neng)力(li)。不(bu)同(tong)的(de)幹(gan)擾(rao)能(neng)量(liang),須(xu)通(tong)過(guo)各(ge)種(zhong)不(bu)同(tong)的(de)試(shi)驗(yan)方(fang)法(fa),選(xuan)擇(ze)適(shi)合(he)的(de)耦(ou)合(he)方(fang)式(shi),才(cai)能(neng)將(jiang)能(neng)量(liang)順(shun)利(li)的(de)耦(ou)合(he)到(dao)被(bei)測(ce)設(she)備(bei)上(shang)。外(wai)加(jia)幹(gan)擾(rao)能(neng)量(liang)的(de)傳(chuan)遞(di)路(lu)徑(jing)主(zhu)要(yao)分(fen)為(wei)輻(fu)射(she)性(xing)與(yu)傳(chuan)導(dao)性(xing)兩(liang)種(zhong),輻(fu)射(she)性(xing)幹(gan)擾(rao)是(shi)指(zhi)騷(sao)擾(rao)能(neng)量(liang)不(bu)經(jing)由(you)任(ren)何(he)傳(chuan)輸(shu)介(jie)質(zhi)作(zuo)為(wei)媒(mei)介(jie),由(you)空(kong)中(zhong)傳(chuan)遞(di)到(dao)DUT (Device Under Test)或是DUT的線路(電源及信號線路),而傳導性幹擾則是經由電源線或信號線等線路,直接將幹擾能量耦合或注入到DUT或線路上。外加騷擾能量的型態包含連續波與瞬態波兩種,分為輻射性與傳導性這兩種耦合方式。可將抗擾度試驗方法細分為連續波(Continue Wave)傳導、連續波輻射、瞬態傳導(Transiet)及靜電放電(ESD)四大類.
針對汽車電子自身產生的幹擾,國際無線電幹擾委員會(CISPR)對汽車電子業提出了嚴格的要求,尤其是車載收音機、數字電視、導航設備都是這種幹擾的重災區。所以 CISPR25:用於保護車載接收機的無線電騷擾特性的限值和測試方法,對汽車電子自身的發射狀態也有了明確的等級判定。EMS方麵的測試項目如下所示:

對於電動汽車方麵,還有一些特殊的要求:電動汽車電子的高壓部分除了要滿足GB/T 17626係列的浪湧和脈衝群項目外,還有GB 13837(電動汽車的電場和磁場強度的測量方法及執行水平)專門針對電動汽車的自身發射的一個特殊標準。
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