汽车42V/14V电气系统关键技术研究

汽车42V/14V电气系统关键技术研究

论文摘要

伴随汽车上电气装置的不断增多,对汽车电源功率的需求也逐渐增加。专家预计到2010年会达到10kW。倘若达到这种大功率的用电量,从P=UI中就可以得到电流强度,而这个电流是目前交流发电机所不能提供的。而且功率增大必然导致电流增大,进而要求加粗导线,这样发展下去车上的主线束将粗如手臂,使电器机件的体积变大,有限空间被占用。另外,功率的损耗也会使交流发电机的效率降低。这一现象引起了国际汽车工业界的极大关注,采用新的电气系统也势在必行。在新的电气系统中,有两种实施方案:一种是全车42V单电压方案;另一种是42V/14V双电压方案。前者会对目前的汽车零配件制造造成重大冲击,后者则冲击较小,过渡平缓。当前汽车业倾向于第二种方案。本文在综合国内外相关研究的基础上,对42V/14V双电压电气系统的技术发展以及现状进行了系统全面的研究,并对未来42V电气系统在汽车上的应用作进一步展望。主要研究内容如下:①新型42V汽车电源系统的研究。探讨42V电源系统对汽车零部件例如发动机,电动机,电磁阀,照明系统,电路开关以及整车的影响。在研究和比较过程中提出了一种相对合理的蓄电池设计方案。②提出了实现42V/14V双电压车载电气系统的几种方案,对各种方案的优缺点以及性能作了深入的分析和探讨。③介绍了42V电气系统的核心装置—一体化启动发电机系统的工作原理和组成。在参考国内外相关研究的基础上,提出了一种ISA系统的设计方案。④对瞬态高压和电磁干扰产生的原因和抑制方法进行了简要分析。通过本文对于42V/14V双电压电气系统的有关技术研究,对于完成当今14V汽车电源系统到新型42V汽车电源系统的过渡提供了一种途径。并通过对几种实现42V/14V双电压系统的性能分析,选出了最适合的一种作为解决方案。通过分析各种方案的性能和不足,为更好的解决方法的出现提供思路。总之,目前汽车电源系统由14V电源向42V电源发展已经是必然的趋势。作为过渡阶段,对42V/14V双电压系统的研究将会是汽车界最近时期的一个重要内容。42V汽车电源系统标准的实施,将对汽车电器和电子设备带来巨大的冲击,同时也会给整个汽车界带来新一轮的电气技术革命。

论文目录

  • 中文摘要
  • 英文摘要
  • 1 绪论
  • 1.1 前言
  • 1.2 汽车电气系统升压的背景
  • 1.3 42V 汽车电气系统对汽车业的影响
  • 1.3.1 42V 电气系统的优点
  • 1.3.2 42V 电气系统的缺点
  • 1.4 42V 电气系统的实现方案
  • 1.5 国内外研究现状
  • 1.6 本文所研究的内容
  • 2 汽车用42V 蓄电池有关技术研究分析
  • 2.1 新电池的特征
  • 2.2 42V 电气系统试验电源的性能要求
  • 2.2.1 42V 试验电源标准
  • 2.2.2 电源的性能要求
  • 2.3 42V 高功率电池的选用
  • 2.3.1 几种高性能电池分析
  • 2.3.2 42V 蓄电池制造中所面临的问题
  • 2.3.3 电池设计参数
  • 2.4 本章小结
  • 3 42V/14V 转换器模块化设计
  • 3.1 DC/DC 转换器设计原理
  • 3.1.1 集成水平
  • 3.1.2 模块化集成
  • 3.2 高集成度的新设计方法
  • 3.2.1 铅框转换器
  • 3.2.2 PCB 嵌入式转换器
  • 3.2.3 热导体转换器
  • 3.2.4 转换器电路图
  • 3.3 转换器的散热管理
  • 3.3.1 散热管理的方案及模型
  • 3.3.2 42V/14V 转换器散热设计
  • 3.4 本章小结
  • 4 一体化启动发电机系统研发
  • 4.1 启动-发电机的基本方案
  • 4.1.1 一体化启动-发电机系统的要求
  • 4.1.2 本文所采用的ISA 系统概论
  • 4.2 系统硬件组成
  • 4.3 主回路设计
  • 4.3.1 ISA 选型
  • 4.3.2 主功率模块选型
  • 4.3.3 主电容选型
  • 4.3.4 吸收回路选型
  • 4.4 电机控制器设计
  • 4.4.1 CPU 选型
  • 4.4.2 总体设计
  • 4.4.3 传感器信号处理电路
  • 4.4.4 PWM 驱动电路
  • 4.4.5 保护逻辑电路
  • 4.4.6 光耦隔离驱动电路
  • 4.4.7 控制器电源设计
  • 4.4.8 控制器资源定义
  • 4.5 本章小结
  • 5 对42V 电气系统电磁干扰和瞬态高压的抑制
  • 5.1 42V 电气系统对于继电器的影响
  • 5.2 关于电磁干扰的抑制
  • 5.3 关于瞬态高压的抑制
  • 5.4 本章小结
  • 6 全文总结及工作展望
  • 6.1 主要研究工作和结论
  • 6.2 后续研究工作的展望
  • 致谢
  • 参考文献
  • 附录:作者在攻读硕士学位期间发表的论文
  • 相关论文文献

    标签:;  ;  ;  ;  ;  

    汽车42V/14V电气系统关键技术研究
    下载Doc文档

    猜你喜欢