摘要：本篇以某车型样车为对象进行研究，分析并计算在低温环境下，该样车驻车加热时的电平衡情况。详细分析低温环境下蓄电池的工作特性，并对发动机、启动机在低温环境下的工作状态进行研究，对电平衡进行了理论的分析计算，以及对计算结果进行模拟试验验证，给出了蓄电池选用建议。

    在低温环境下，为了提高车辆乘坐的舒适性，驻车加热系统的使用是一种不错的选择。虽然驻车加热系统本身的热源来自燃油的燃烧，但是在其运行时与之协调运行的空调等不可避免地会消耗电能，同时又由于驻车加热系统是在发动机未工作的情况下运行的，这样就导致在驻车加热运行时，汽车的蓄电池得不到及时的补充电量。为了保证在低温环境下，有充足的电量顺利启动发动机，关于驻车加热状况下的电量平衡的研究是非常必要的。
    本文正是基于驻车加热的特点，结合某轻型客车样车的驻车加热系统、空调系统、蓄电池以及发动机选用的启动机的情况，进行了电平衡的研究，研究了驻车加热运行对蓄电池电量的影响，在保证发动机正常启动的前提下，对蓄电池容量的选用和驻车加热的时长给出了建议。

    1 驻车加热系统简介
    驻车加热系统最早起源于欧洲，由于欧洲的一些国家因为所处的地理位置，冬季的气温非常低，尤其是在上下班的时候，人们很难适应从一个舒适的环境突然进入温度很低的车内，甚至会影响驾驶；同时，低温下水箱被冻也时有发生，因此驻车加热系统就应运而生。驻车加热装置在我国的北方尤其是东北非常受广大车主的青睐。
驻车加热系统与空调系统协调工作，与发动机无直接关系，其热源来自于汽油／柴油的燃烧。驻车加热可以在关闭发动机后使用，也可以作为行车期间的辅助加热。

    2 结构形式与工作原理
    驻车加热装置外观及结构如图1所示，原理简图如图2所示。

    驻车加热的工作原理是：从油箱中提取少量的燃油到驻车加热燃烧室，之后在燃烧室被点火器点燃得到明火；燃烧室中的火焰通过热交换器将热能传递给驻车加热装置冷却液管路中的冷却液，以加热其中的冷却液；经过加热的冷却液在车内循环，流过暖风散热器后即为车厢加热，与此同时发动机也被预热。全过程不需要启动车辆也无需发动机的参与。通常情况下，20 min可以使车内变暖和，发动机也得到了充分预热，车窗的冰雪也会被融化。驻车加热的启动方式很多，可以通过定时加热也可以通过遥控器加热，甚至可以通过手机遥控加热，即一条短信或者电话即可启动加热器。在本文研究的车型中的驻车加热系统目前采用了定时启动和立即启动方式。

    3 关键影响因素研究
    因为驻车加热适用于低温环境，对于驻车加热电平衡最大的影响则表现为低温环境对蓄电池容量和内阻影响，以及对启动机内阻的影响。
    3.1低温环境下驻车加热时对蓄电池容量的影响
    1）低温环境对蓄电池容量的影响
    本文中的蓄电池选用的是100 Ah容量，即C20=100 Ah （25℃ ）；根据温度修正的蓄电池容量，在-25℃时的电池容量为：CL=C20 [ 1 +a （t-25）] =C20[ 1+0.008 （t-25）] =60 Ah（1）
    式中：a----修正系数，取0.008。通过修正常温下（25℃） 100 Ah的蓄电池，在低温下（-25℃）的容量仅有60 Ah。
    2）驻车加热系统运行时对蓄电池容量的影响
    驻车加热系统运行时的工作电流包括下面几项：①开机10s内：10A；开机10～100s: 12A；开机110 s后：4 A。②输出脉冲电压控制燃油计量泵的工作电流：3.25 A。③空调系统前鼓风机19 A，后暖风机约4A，控制面板的工作电流忽略不计。
    则驻车加热工作时电流为19+4+3.25+4=30.25 A。
    通过式（1）可以看出在低温环境下（-25℃） 、蓄电池的容量仅有60 Ah，因此，在驻车加热系统工作时，蓄电池对应的放电率为2h放电率。根据蓄电池的经验数据，此时对蓄电池放电容量做如下修正：
    C2（-25℃）=62.5%×C20（-25℃）=62.5 %×60=37.5 Ah  （2）
通过式（2）可以看出，在低温环境下，驻车加热系统持续运行时，蓄电池的放电容量仅为37.5 Ah;可见低温环境和驻车加热持续运行对蓄电池的放电容量造成很大的影响。
    3.2低温环境对蓄电池内阻的影响
    根据该蓄电池的数据，其常温下的内阻为Rbh=3.5 mΩ；考虑温度因素，折算至－25℃环境下，其内阻为：

    式中：R bl----蓄电池低温下（－25℃）的内阻；Rbh----蓄电池常温下（25℃）的内阻；C20-- --蓄电池常温下的容量；CL----蓄电池低温下的容量。

    3.3低温环境对启动机内阻的影响
    车型选用的是某型柴油机，根据查询该柴油机中安装的启动机的相关数据，得知该启动机常温下（25 ℃）的内阻为3.9 mΩ。根据温度修正，进行近似计算，得到低温下的启动机内阻为：

    式中：Rsl----低温下启动机内阻；Rsh----常温下启动机内阻；ΡL----低温下铜的电阻率；PH----常温下铜的电阻率。
    因为启动机中的内阻主要是导线电阻，而启动机的导线绕组的主要成分为铜，因此以铜在不同温度下的电阻率来评估启动机不同温度下的内阻。

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