電壓升級與數據總線技術

3.14V/42V雙電壓開發進展　　

報載歐美的汽車制造商與零部件供應商已達成協議，將汽車的供電系統電壓標準由l2V提高到42V,不久將開始執行。汽車上采用12V電壓已有30多年歷史，當時對改善啟動性能，提高電器件效率起了一定作用。但目前己不適應技術發展的需要，從理論上講電壓提高3倍，電流就可減小2/3，因而可以大大減小電纜、電動機、線圈等尺寸及質量。特別是可使一些新技術如電子控制電動氣閥機構、飛輪內裝啟動機/發電機一體式結構,以及電子控制電動制動器、轉向系的應用成為可能;同時，可以減輕汽車質量并提高效率。但提高電壓對采用燈絲型燈光系統有不利影響。因此有可能在開始階段，仍保持l2V與42V同存一個時期。　　

為了解決日益增長的汽車電力供需之間的矛盾，美國通用公司已經研制一種適用于42伏特的汽車用電系統，電動汽車EV1將首先試行使用這套系統, 成為首輛使用42伏特的汽車。美國德爾福(Delphi)汽車系統公司正在開發輸出功率為5千瓦級的“Energen5”和輸出功率為10千瓦級的“Energen10”兩種電氣系統，以便用于采用42V電氣系統的汽車。Energen5系統由起動機和發電機為一體的總成ISG（Integrated Starter Generator）和逆變器組成。使用對象主要是排氣量為1～2升的小型轎車，該系統的目標是提高燃燒效率。發動機啟動時，可將ISG的輸出作為輔助動力傳送至發動機；減速時，利用發動機過剩的旋轉力量推動ISG來發電，并將電能儲存在蓄電池中。采用這種系統能使發動機迅速起動，這樣能減少尾氣排放。而且，還能把以前汽車減速時浪費掉的能量儲存到蓄電池里進行再利用。Energen10則可以提供電力以便在一段時間內完全靠電動機來驅動車輪，或者驅動今后將增添各種各樣車載設備的車輛。該系統的開發主要著眼于次混合驅動（Mild Hybrid）車，適合用于高檔轎車。除這上述2種系統外，該公司還在開發輸出功率為20千瓦級的“Energen20”系統。該系統使用比42V更高的電壓，比如150V或者200V、300V等。該系統是用于完全靠電動機來行駛的純混合驅動汽車。Energen5和Energen10只需將現有汽車的部分零件更換后便可使用，而Energen20則要重新設計汽車的底盤和傳動系統等。4.多路傳輸技術　　

目前，在汽車上己經開始越來越多地使用CAN數據總線。在現代轎車的設計中，CAN已經成為必須采用的裝置，奔馳、寶馬、大眾、沃爾沃及雷諾汽車都將CAN作為控制器聯網的手段。由于我國中高級轎車主要以歐洲車型為主，因此歐洲車應用最廣泛的CAN技術，也將是國產轎車引進的技術項目。目前汽車上的網絡連接方式主要采用2條CAN，一條用于驅動

系統的高速CAN，速率達到500kbit/s，另一條用于車身系統的低速CAN，速率是100kbit/s。　　

隨著汽車高電壓系統的采用，半導體管體積將變小、價格也相應降低，實際上還推動了一項新技術--多路傳輸技術的發展。多路傳輸技術的原理是用一根電纜發送和接收來自車燈、傳感器和其它電器設備的控制信號。采用高電壓系統后，那些小巧價廉而靈敏的開關能降低多路傳輸技術的成本，從而可用于大型車輛。　　

目前全球汽車制造商將共同為未來電子系統電壓制定一項新標準，即36V/12V雙電壓系統將和42V電壓系統一起使用。預計第一個運用42V電壓系統的汽車將在幾年后出現，而且在隨后的十年里國際汽車業將會發生一個長久、徹底的變化。幾年前在底特律召開的SAE年會上，也有很多關于這方面的討論，即如何去發展42V電壓系統:目前面臨的困難是什么:如何解決等等。　　

當然汽車電壓升級的好處也顯而易見。除了能減少線束截面積，減小電機體積外，還能趁機將車上的電器來一場“革命”，例如終結目前使用的機械式繼電器，進入固態開關模式，采用電子模塊代替目前的分立元件等。據行業人士認為，目前的豪華轎車使用1～3千瓦的功率，而到2010年高級轎車的使用功率將達到10～20千瓦，如果汽車性能要提高，設置要增多，唯有走電壓升級這一條路才能解決問題。可以預見,汽車電氣技術的改革，不論采用升壓制或者數據總線制，或者兩者都采用，它都會給汽車發展注入新的活力。　　

14/42V及42V電氣系統已得到國際汽車工業界的廣泛認可，因此，可以相信這一新的汽車電氣系統進入實用化的時間已為期不遠。由于該電氣系統的固有特點，以功率半導體元器件同微電子器件相結合的控制裝置，將在新的電氣系統中獲得大量應用，這將對傳統的汽車電器帶來較大的沖擊，并對汽車電子、電器零部件的產業結構產生深遠影響。目前，我國相關行業已對新的汽車電氣系統給予了應有的關注，這一汽車新技術正進入研究起步階段。