汽車電源系統新方案:42V電源系統
2.2 42V/14V雙電壓運行模式
由于42V電源系統涉及到的產品技術改造的范圍太廣,因此反對電壓升級的聲音也不少,尤其是配件供應商,因為產品改造必將增大他們的成本因此,作為過渡階段的42V/14V雙電壓系統的方案,正被越來越多的人所關注。
雙電壓系統對現有汽車零部件商的沖擊較小,因此汽車業傾向于這種方案。如圖3所示的雙電壓系統,需要有一個DC/DC轉換器將42V電壓轉換成l4V電壓,因而需要2個蓄電池(12V和36V)。
而只有當大量的部件都適應42V車用電源的時候,才能大批量生產純42V的車用電源。
雙電壓系統將汽車電器與電控裝置根據耗電量的大小分為兩組,傳統的中小功率用電器為一組,如燈具、儀表、電動雨刷等采用14V電源供電;而大功率用電器如發動機控制單元、加熱、電動懸架等電器則直接采用42V的電源供電。交流發電機經整流調壓后得到42V電壓供給高功率負載并對36V蓄電池充電,而42V電壓經DC/DC變換器之后為l4V電氣系統供電。
3 稀土永磁發電機的設計
12V提升到42V供電系統的轉變給汽車電器元件也帶來了較大變革,如新型葺電池、啟動機、發電機等。42V汽車電源系統主要有42V發電機、36V蓄電池和DC/DC直流交換器組成。36V蓄電池可由三節12V蓄電池串連而成,DC/DC直流交換器也已有許多機構進行開發。
當前主要有3種發電機可供選擇:
1)永磁發電機。
永磁電機具有很高的能量轉化效率和可靠性。
2)有刷硅整流發電機。
目前汽車使用的大部分是有刷硅整流發電機,但是該機帶有碳刷滑環裝置,碳刷容易磨損,壽命短,故障率高。
3)無刷硅整流發電機。
它維護簡便,可靠性高,但該機增加了磁場氣隙,漏磁大,材料利用率低,成本高。
目前稀土永磁材料已經具備了較高的性價比,現代電力電子技術也為研制出斬波式的電子穩壓器奠定了基礎。因此,利用稀土永磁材料和現代電力電子元件研制出結構簡單、發電效率高、壽命長的42V稀土永磁發電機具有較高的研究價值和廣闊的推廣前景。
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