·上一文章：2015款本田奥德赛左前部异响处理指引
·下一文章：如何查看五菱和宝骏汽车的整车电路图
摘要：随着汽车电子行业的飞速发展，大量汽车用电设备被广泛采用，如电动助力转天窗、电动座椅等。整车用电设备的增多，导致发电机、蓄电池和用电器三者之间的电量不平衡。本文通过利用Simulink对电平衡系统进行仿真，总结车辆的发电、耗电、储电规律，为整车电平衡设计提供依据。
随着汽车电子电气技术的高速发展，汽车电源系统的系统结构和系统控制也越来越复杂。因此，如何提供足够的稳定电力以保证所有用电设备的可靠工作显得尤为重要。而蓄电池、发电机以及所有的电气设备在设计时，必须使它们的工作能互相匹。所以在汽车电气系统的设计中，电气系统的电量平衡计算显得很重要。本文通过利用Simulink仿载耗电、蓄电池储电的模型，从而找到三者之间的关系，为电平衡的计算、用电设备的选取提供重要依据。
且车速不为0的连续过程。
1 整车电流分配
在车辆工作状态下，发动机为发电机提供机械能量，带动发电机发电，当发电机发电量足够时一部份可以给用电器供电，另外多余的一部份可以储存在蓄电池中；当发电机发电量不足时，蓄电池也可以给用电器供电。整车电流分配如图1所示。
2 车辆运行分析
2. 1 基本工况介绍
行驶数据被分成4种典型的行驶模式。
1）怠速工况 发动机在工作但车速为0的连续过程。
2）加速工况 加速度大于0.1 m/s2的连续过程。
3）减速工况 汽车的加速度小于-0.1 m/s2的连续过程。
4）匀速工况 汽车加速度的绝对值小于0.1 m/s2且车速不为0的连续过程。
2.2 城市运行电气使用频率分析
2.2.1用电设备分类
1）随机使用设备 刮水器、前照灯洗涤电动机、天窗电动机、喇叭、点烟器、电动后视镜、多媒体系统等。
2）连续工作设备 发动机电喷系统、发动机进气系统、仪表显示系统、发动机冷却系统等。
3）短时工作设备 转向灯、远光灯、近光灯、超车灯、遥控锁、危险报警闪光灯、制动灯、倒车辅助系统等。
2.2.2用电设备的使用频率
通过统计车辆在城市中对各个用电器的使用情况，对各个用电设备的使用频率进行分析，可以得到以下时序电流。如图2所示。
2.2.3用电设备工作电流
通过利用IPEmotion软件、硬件设备以及电流钳可以得到每个负载的电流。图3为IPEmotion软件操作界面。
在CN200项目对宝骏汽车730电性能测试过程中，对车辆的各负载电流进行了准确测量，测得的负载电流如下：扬声器0.099 A，刮水器2.052 A，天窗电动机2.868 A，转向灯1.009 A，仪表0.255 A，后雾灯1.92 A，室内灯0.724 A，化妆镜灯0.284 A，电动车窗电动机7.30 A，后除霜电动机13.768 A，倒车摄像头1.137 A，点烟器8.349 A，前洗涤电动机3.940A，喇叭2.746 A，远光灯5.270 A，近光灯4.520 A，空调压缩机3.792 A，牌照灯0.101 A。
3 电平衡建模仿真
3.1 Simulink软件介绍
Simulink是一用来对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包，支持连续、离散及两者混合的线性和非线性系统，也支持具有多种采样频率的系统。在Simulink环境中，利用鼠标就可以在模型窗口中直观地“画”出系统模型，然后直接进行仿真。它为用户提供了方框图进行建模的图形接口，采用这种结构画模型就像你用手和纸来画一样容易。它与传统的仿真软件包微分方程和差分方程建模相比，具有更直观、方便、灵活的优点。
3.2电平衡模型
3.2.1电平衡数学模型
发电机的发电量Q1=IGenerator÷3600，负载的总电流ILoad=I1 +I2+I3+...... +In，负载的耗电量Q2=IAverage xt÷3600, 蓄电池的充电量Q3=Q1-Q2,蓄电池当前电量的QLast=QOriginal +Q3。
3.2.2电平衡仿真模型
图4为电平衡仿真模型。根据不同选型的发电机的输出特性曲线，可以找到转速n/ （x 1000 r/min ）与输出电流I/（A）的关系。可以利用“MATLABfunction”模块来搭建转速和输出电流关系的模型。发电机的发电曲线如图5所示。负载的总电流ILoad如图6所示。蓄电池的充放电状态如图7所示。这里假设蓄电池初始带电量为60 Ah 。
4 结束语
通过汽车电平衡系统的Simulink仿真分析，更加清晰地掌握了发电机输出电流、负载电流、蓄电池充放电状态之间的关系，对汽车上的电平衡系统更加深刻的了解。在后续电平衡设计过程中，通过采取有效的方法，可以保证整车用电设备稳定工作，延长蓄电池的使用寿命，提高汽车的性能和稳定性。
