4.3优化电器电源电路设计
    在整车开发的前期，可以通过合理规划全车电器功能来很好地解决起动瞬间电压降低的问题。具体地说，车载控制器应该适应发动机起动时整车电压低这种工况。这在技术上比较容易实现。图8为整车电器电源部分标准电路。

    二极管D为防止电压反接，电阻R为限流电阻，电容C1、C2为滤波电容，C1为大电容，传统电路一般为0.47μF，如果把这个电容更换为3F的超级电容，则Q=C×ΔU=3×（12-9）=9库仑，I=Q／T=9／0.7=12.8A。
    就是说0.47μF的大电容更换为3F的超级电容后，在起动的0.7s这个时间段，假设电压由12V降到9V，超级电容能够持续放出12.8A的电流供车载控制器工作。一般控制器工作电流仅为数安培，这样改进已经能够满足控制器要求。而且这种大电容的使用对整车EMC具有比较大的正向作用。这种使用大电容稳压，避开起动瞬间低电压的方案，在汽车控制器安全气囊上已经得到使用。

    4.4优化软件设计和控制策略
    通过软件的设计来避开起动瞬间电压降低对控制器的影响。车载控制器均有休眠和网络通信的功能，起动时KL50为12V，整车网络上KL50=1；不起动或者起动完成时，KL50为0V，整车网络上KL50=0。在网络上KL50=1期间，参与起动的B级功能及网络功能设定为工作状态，不参与起动的A级功能的控制器在内部判断和外部信号上，明确这个过程是起动低电压状态，不发出低电压报警信号避免误报警；还可以设定某些控制器为休眠，避免低电压对控制器的影响。

    4.5优化的解决起动瞬间电压降低的方案-专利介绍
    笔者对起动瞬间电压降低问题进行了深入的研究，提出了整体的优化设计方案，通过资料分析和试验验证，取得了满意的效果。笔者已经申请了专利（专利申请号：201320636438.X），在此，简单介绍一下。

    图9为汽车起动示意图。大功率二极管D与超级电容C串联，然后与蓄电池并联；在超级电容的正端引出一根线，接到起动电动机的电磁开关KL30B。

    起动机的电磁开关有2个触点：KL30A、KL30B，KL30A与传统车一样接蓄电池，KL30B接超级电容正端引出的一根线。通过机械结构的调整，控制确保触点KL30B先于触点KL30A闭合几毫秒。这样在整个起动和发动机工作的过程中，超级电容将会发挥最大化的功能，整车功能都能得到改善。具体工作过程和原 理介绍如下。
    第1阶段，驾驶员接通点火开关，起动汽车，点火开关KL50触点闭合之后，起动继电器线圈中有电流，起动继电器吸合。起动继电器线圈电阻较大，虽有电流，但电流值不大，整车电压没有下降。
    第2阶段，起动继电器吸合之后，电磁开关的吸引线圈和保持线圈及起动机电枢中有电流，电磁开关开始吸合。在这个过程中，KL30B先吸合。起动主回路电流的流向：超级电容C正极→KL30B→起动机电枢→超级电容负极。超级电容C的电压变小，因为起动机电枢电阻小，起动机电枢中的电流发生剧烈的变化，起动机电枢开始转动，并且产生一个感应反向电动势E1。超级电容上的电压会下降。
    第3阶段，KL30A吸合，此时KL30B也保持着吸合的状态。起动主回路电流流向：超级电容正极→KL30B→起动机电枢线圈→超级电容负极；蓄电池正极→KL30A→起动机电枢线圈→超级电容负极；此时起动主回路的电流为
I=（EC-EB）／（RM+RB+RL）
式中：EC———超级电容上的电压，EC大于等于EB；EB———蓄电池上的电压；RM———起动机电枢电阻；RB———蓄电池内阻；RL———起动主回路电缆电阻。超级电容放电能力强，瞬时功率大，而且由于特殊的电路设计，EC大于等于EB。所以在起动的瞬间，超级电容提供大部分起动电流，充分发挥了超级电容瞬时功率大、放电能力强的优点，使蓄电池避免了大电流放电造成整车电压的下降。起动机拖动发动机开始转动。

    第4阶段，发动机正常转动，发电机发电，电压为14~15V，发电机给蓄电池和超级电容充电。在制动／减速的时候，发电机会发出一个大的电流，以回收车辆能量，这个大电流易于被超级电容吸收。超级电容快速充电能力强、效率高。资料显示，超级电容器电动大客车制动再生能量回收率高达70％，而化学电池能量回收率仅为5％。在节能减排和车辆舒适性的双重要求下，相信会有更多的工程师越来越关注汽车起动过程的研究。

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