摘要:本文通过合理地选择逆变器和附加蓄电池,设计蓄电池隔离控制措施和电路保护措施,来满足改装车后装电气系统的用电需求并实现整车电量平衡。
主机厂生产出来的底盘车辆并不能完全满足广大客户的需求,不同的行业和个人对汽车有不同的需求,改装车公司就是要赋予车辆特殊功能,以满足不同行业或者个人的特殊需求。改装车后装电气系统是实现这些特殊需求的基础之一。本文以江铃新世代全顺底盘为基础,从满足客户需求的角度,阐述如何设计底盘车向后装电气系统供电系统(以下简称供电系统)及整车电气系统的初步电量平衡分析。
1 计算底盘车富余电功率
设计人员要设计供电系统,首先要知道底盘车在不同工况下的富余电功率。要估算底盘车在不同工况下的富余电功率,就要知道底盘车交流发电机在不同工况下的发电功率和底盘车电气系统的用电功率。
1.1交流发电机的输出功率
交流发电机的输出功率主要受到发电机转速、发电机机体温度和负载功率的影响。江铃新世代全顺底盘发电机在6种转速和5种机体温度下的输出特性如图1和表1所示。传动比为2.66。
日常开车时,由于发动机的转速一般在1000~2 000 r/min之间,故取4 000 r/min作为在车辆正常行驶工况下的发电机转速。根据QC/T 729-2005《汽车用交流发电机技术条件》中关于试验电压值的规定,12V系统的试验电压为13.5 V。所以,根据图1,在车辆正常行驶的工况下,交流发电机可以输出DC 13.5V, 140A的电功率。
还要考虑交流发电机在汽车怠速工况下的发电功率。江铃新世代全顺底盘的发动机怠速约为800r/min,考虑传动比,取发电机转速为2 000 r/min根据图1,在车辆怠速工况下,交流发电机可以输出DC13.5V,90A的电功率。
1.2底盘车电气系统的用电功率
底盘车电气系统的用电功率不会是一个固定值,有2个原因:①不同工况下,底盘车用电设备的用电功率不一样;②驾驶者的驾驶习惯不一样。所以,底盘车电气系统的用电功率一般采用估算的方法进行计算。底盘车各用电设备的加权电流值可以使用公式(1)进行计算。
I加权=μ×I(1)
式中:μ----用电设备的使用频率系数;I----用电设备的额定工作电流。
本文分析3种工况下的底盘车电气系统的用电功率:①车辆正常行驶工况下,底盘车电气系统的最大用电功率;②车辆正常行驶工况下,底盘车电气系统的最小用电功率;③车辆驻车怠速工况下,底盘车电气系统的最小用电功率。因为夏季下雨天的晚上是底盘车用电设备的用电高峰期,所以底盘车在夏季下雨天的晚上用电功率是其最大用电功率,江铃新世代全顺底盘在夏季下雨天晚上的用电情况如表2所示(表中数据仅供参考)。
从表2可看出,底盘车电气系统的最大用电电流约为92 A。当底盘车在爽朗的秋季白天正常行驶,不开空调、刮水器、近光灯和远光灯的情况下,底盘车电气系统的用电电流约为30 A,可视为底盘车正常行驶工况下的最小用电电流。当底盘车驻车怠速,不开空调、刮水器和所有灯光的情况下,底盘车电气系统的用电电流约为25 A,可视为底盘车驻车怠速工况下的最小用电电流。
1.3交流发电机的富余电功率
在底盘车怠速工况下,考虑底盘车电气系统的最大用电功率,交流发电机没有多余的电功率提供给后装电气系统,考虑底盘车在驻车怠速工况下的最小用电功率,交流发电机可向后装电气系统提供约878 W电功率[(90-25) A×13.5 V]。
在底盘车正常行驶的工况下,考虑底盘车电气系统的最大用电功率,交流发电机可向后装电气系统提供约648 W电功率[(140-92) A ×13.5 V ],考虑底盘车电气系统的最小用电功率,交流发电机可向后装电气系统提供约1485 W电功率[(140-30) A×13.5 V ],也是最大供电功率。