因发电机发电能力与发动机转速有关，而发动机转速又与汽车行驶的工况有关，故在进行试验时要对多种工况进行试验。主要的试验工况有怠速工况、城市工况、高速公路工况、山区公路工况。表3为各工况试验目的。

    3.2.1蓄电池电量比蓄电池电量比Q定义为
    Q＝Q后／Q前
    式中：Q前———电平衡道路试验前蓄电池内的电量（以20小时率容量表示）；Q后———电平衡道路试验后蓄电池内的电量（以20小时率容量表示）。若Q值大于1.8，则说明发电机容量设计偏大；若Q值小于1.4，则说明发电机容量设计偏小。

    3.2.2蓄电池充放电比值
通过分析蓄电池充放电比值，来确定汽车的电平衡状态。在采集到的蓄电池电流中筛选出充电电流与放电电流，然后按下列公式计算K值。

    式中：K———蓄电池充放电电流比；in———第n次充电电流数据，A；jm———第m次放电电流数据，A；tn———第n次充电电流采集间隔的时间，s；tm———第m次放电电流采集间隔的时间，s。要求蓄电池充放电电流比K：1<K<6；其中在高功耗情况下要求K>1，一般功耗情况下要求K<6。当K<1时，发电机容量设计偏小；当K>6时，发电机容量设计偏大。

    3.2.3电气动态特性曲线
    电气系统的动态特性曲线是在一个行驶循环下，蓄电池电压随蓄电池电流的变化。该特性曲线（包络线）反映了蓄电池、发动机、用电器、温度、转速和发动机与发电机传动比等各部件的相互作用。特性曲线主要从以下几方面分析。

    1）纵坐标纵坐标的电压值，是车辆起动后从蓄电池两端测得的电压，该值为发电机端电压减去发电回路电压降得到，定义为U。电压U与发电机电流I的关系如图5所示。由图5可知，某一特定发电机转速n对应In，当用电器电流I＞In时，会造成电压U大幅度地下降。

    忽略发电机回路电压降的影响，电压U可表示为发电机电压，该值与发动机转速、用电器电流、发电机的温度有关。
    蓄电池、发电机平衡状态的电气动态特性曲线如图6所示。

    U0为发电机额定电压，对于无电压动态调节系统的发电机为14.4±0.1V，取U0=14.5V；对于有电压动态调节系统的发电机，U0取发电机允许额定电压的最大值。U1为发电机平衡状态，发电机满足用电器和蓄电池充电，裕量为0。从发电机效率分析，在U1之上为发电机有部分裕量，还有发电潜力；特性曲线尽可能地靠近U1，这样发电机功率得到充分利用，又不会造成蓄电池亏电。对于有电压动态调节系统的发电机，还应从其它方面（如充电电压）设定U1的值，把U1定为13.5V。U2为蓄电池平衡状态，发电机仅满足用电器需求。在蓄电池平衡线U2之下，蓄电池处于放电较深、不饱和状态，是不希望出现的状态。考虑到试验时蓄电池初始容量为50%，整车下线时，蓄电池容量要求达到90%以上，故U2定为12.5V。
    2）横坐标横坐标表示蓄电池充放电电流，在发电机满足负载需求条件下，分析横坐标充放电电流与蓄电池的关系，通过试验数据分析，-40～40A比较合理。
    3）纵轴右侧比例城市高功耗电平衡试验后，要求充电量要比放电量大，曲线在纵轴右侧为蓄电池充放电电流大于0，蓄电池处于充电状态，所以右侧数据量应大于左侧。
通过以上分析，可以定义电气系统动态特性曲线理想范围，如图7所示。矩形内为理想特性曲线分布范围，所以城市高功耗工况理想电气系统动态特性曲线应该是纵坐标值，主要分布在12.5～14.5V，横坐标范围应主要分布在-40～40A。

    当纵轴电压在（U2，U1）和＜U1比例较大，发电机功率选择偏小；当纵轴电压90%以上在（U1，U0），发电机电压偏高，发电机功率选择偏大；当纵轴右侧数据量占总数据量大于60%，（U1，U0）比例大于60%，发电机发电裕量小于5A，相对合理，可以保证车辆的电平衡。
    3.2.4实车分析
    根据奇瑞公司目前完成电平衡试验数据进行分析，选出其中的6辆，作出动态特性曲线。根据特性曲线纵坐标电压分布范围，把曲线分成3大类，并对其电平衡进行分析。
    类别1特性曲线如图8所示，表4为类别1特性曲线纵坐标电压分布范围。



    类别2特性曲线如图9所示，表5为类别2特性曲线纵坐标电压分布范围。



    类别3特性曲线如图10所示，表6为类别3特性曲线纵坐标电压分布范围。

    类别1：纵轴电压在（U2，U1）和＜U1比例较大，都达到80%，所以发电机功率选择偏小。
    类别2：纵轴电压90%以上在（U1，U0），发电机电压偏高，发电机功率选择偏大。
    类别3：纵轴的变化范围（U1，U0）占70%左右，（U2，U1）约30%，U1以上部分大于U1以下部分，保证蓄电池一段工况后能保持充电，选型较为合理。

    4 结束语
    发电机、蓄电池和整车用电器的供用电，是一个相互平衡的过程。本文通过实例详细描述了起动机、发电机、蓄电池等几个电平衡关键零部件的选型，引入Q值、K值、动态特性曲线等概念，重点对容易忽略且不易分析的整车电平衡的验证和评估进行了分析。
    合理设计整车电平衡性能，不但可保证车辆电源系统的安全可靠性，还可指导零部件选型，有效降低发电机、蓄电池等零部件的成本、质量，增加蓄电池等零部件寿命，降低整车油耗。因此整车电平衡是重要的整车性能指标，有意义进行深入研究，但由于试验条件、个人经验能力有限，研究还有待进一步验证和完善，同时欢迎联系探讨。

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