由于市場對車載電子系統(tǒng)的要求愈來愈高，傳統(tǒng)的汽車電源系統(tǒng)亦將逐漸被新產(chǎn)品取代。本文介紹36/42V電源系統(tǒng)的特點(diǎn)，研究應(yīng)用情況，對汽車及零部件的影響。
采用36/42V電源系統(tǒng)的必要性
現(xiàn)代汽車更注重車載電子系統(tǒng)的功能化、舒適化及智能化，除應(yīng)具備富有現(xiàn)代感與個(gè)性化的外表外，其先進(jìn)的電子設(shè)備逐漸成為人們?nèi)找骊P(guān)注的熱點(diǎn)，如車載雷達(dá)導(dǎo)航與衛(wèi)星定位系統(tǒng)、移動(dòng)天線系統(tǒng)、可視電話系統(tǒng)、智能電腦系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)、車載防盜系統(tǒng)、電子燃油噴射系統(tǒng)、高級立體聲音響系統(tǒng)、自動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)、安全氣囊、照明系統(tǒng)等各種電子設(shè)備。而上述所有系統(tǒng)無一例外都要消耗電能。傳統(tǒng)的12V汽車電源系統(tǒng)已難以滿足。但歐洲安全法規(guī)提出，如果電壓大于60V時(shí)，由于導(dǎo)線和接插器的絕緣材料需大量增加，因其質(zhì)量增加不足彌補(bǔ)其他零部件（如導(dǎo)線等）質(zhì)量的減少，而42V電壓較適宜。
德國大眾“3L車”路波（Lupo）轎車因百公里耗油僅為2.99L而成為環(huán)保汽車的表率，但該數(shù)據(jù)是在最佳行駛路面、且所有電氣設(shè)備都沒有打開的情況下測得。電氣設(shè)備也需要能量，駕駛舒適性和安全性的提高，將導(dǎo)致對能量的更大需求。專家估計(jì)，每百公里需要附加消耗燃油1.5L。采用36/42V電源系統(tǒng)的目標(biāo)是既節(jié)省能量，同時(shí)實(shí)現(xiàn)各種新型的電控功能，以及：
*為車輛的結(jié)構(gòu)改進(jìn)提供了更大的可能性。使用36/42V電源系統(tǒng)，發(fā)動(dòng)機(jī)的一些附件，如轉(zhuǎn)向助力泵、水泵、冷卻風(fēng)扇、空調(diào)壓縮機(jī)和氣泵等可直接由新的電源系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)，從而減少空轉(zhuǎn)消耗，提高能源利用效率。此外，上述部件還可從發(fā)動(dòng)機(jī)中分離出來，減少發(fā)動(dòng)機(jī)的部件數(shù)量，改進(jìn)設(shè)計(jì)，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的效率。對于電動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)，由電源直接驅(qū)動(dòng)，可省去液壓或氣壓系統(tǒng)；
*為發(fā)展混合動(dòng)力汽車創(chuàng)造了條件。采用36/42V電源系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)低速時(shí)由電源直接驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)作為汽車的動(dòng)力源，完全避免怠速工況，適用于城市公交車輛上；
*為其他需要大電流的設(shè)備供電，如為尾氣后處理裝置的加熱器、柴油機(jī)微粒捕積器加熱器，以及車輛其他舒適性設(shè)備進(jìn)行供電等。
采用上述技術(shù)措施可在不增加成本的基礎(chǔ)上，使汽車的能源利用率提高10%以上。
36/42V電源系統(tǒng)研究應(yīng)用情況
1995年，美國麻省理工學(xué)院成立了“麻省理工學(xué)院及工業(yè)界研制先進(jìn)汽車電動(dòng)電子部件及系統(tǒng)集團(tuán)”，該機(jī)構(gòu)中包括通用、福特、寶馬、奔馳、雷諾以及摩托羅拉、西門子等20家世界著名的汽車和零部件企業(yè)集團(tuán)，于1998年10月中旬在美國底特律市舉行會議，研究開發(fā)有關(guān)交通運(yùn)輸?shù)碾娔軉栴}，一致贊同研制36/42V車用電源。目前，36/42V電源系統(tǒng)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)制訂。自2002年起國際汽車工業(yè)界開始實(shí)行36/42V汽車電源系統(tǒng)新標(biāo)準(zhǔn)。
奔馳汽車公司和寶馬汽車公司計(jì)劃在2003年將36/42V電源的汽車推向市場。不久前，寶馬汽車公司發(fā)起召開了一次有關(guān)36/42V電源系統(tǒng)的國際會議，深入探討了有關(guān)問題和對策，如額定電壓、最大靜態(tài)電壓、最大動(dòng)態(tài)電壓和其他問題。最新推出的寶馬新7系轎車中已采用36/42V電源系統(tǒng)。經(jīng)預(yù)測，2005年36/42V電源汽車將達(dá)到87萬輛。
鋰電池能量損失小，反復(fù)充電壽命長，可超過500次，自放電率只有5%/月，最大放電電流更可達(dá)30A，使用環(huán)境溫度范圍為-25～75℃，體積比能量為132A.h/L，功率密度達(dá)360W/kg（以上指標(biāo)來自雷天公司生產(chǎn)的TW-LP36V鋰離子電池）。鋰離子動(dòng)力電池為環(huán)保型電池，且原材料來源廣泛。據(jù)聯(lián)合國最新資料報(bào)道，自2002年起，在未來的五年內(nèi)，世界將實(shí)施全面強(qiáng)制性措施，要求新出廠的汽車將原來的12V鉛酸蓄電池改為36V的鋰蓄電池。
36/42V電源系統(tǒng)對汽車及其部件的影響
新型36/42V汽車電源系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，將使汽車電器零部件設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)發(fā)生重大變革。某些部件將進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，某些部件將被淘汰，還將開發(fā)和生產(chǎn)一些新技術(shù)產(chǎn)品。
*整車：21世紀(jì)汽車將采用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、導(dǎo)航系統(tǒng)、車載計(jì)算機(jī)技術(shù)以及電動(dòng)轉(zhuǎn)向、電子制動(dòng)、電子伺服制動(dòng)和轉(zhuǎn)向、電動(dòng)水泵和燃油泵、電動(dòng)座椅、電加熱座椅、電加熱三效催化轉(zhuǎn)化器等新技術(shù)，并向智能化駕駛方向發(fā)展；
*發(fā)動(dòng)機(jī)：即將采用的無凸輪軸電控氣門配氣相位電磁閥系統(tǒng)將取消凸輪軸、氣門挺桿、氣門搖臂、液壓挺柱、正時(shí)齒輪等部件，大大簡化發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)。集成起動(dòng)-發(fā)電機(jī)系統(tǒng)是42V汽車電源系統(tǒng)中的主要部件，其最大功率可由目前1.5kW提高到8kW，發(fā)電效率在整個(gè)工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)高達(dá)80%以上；
*電動(dòng)機(jī)和電磁閥：采用36/42V電源系統(tǒng)后，可使電動(dòng)機(jī)和電磁閥質(zhì)量降低20%左右。電磁閥的體積和質(zhì)量隨著電壓的增加而成比例的減少，電動(dòng)機(jī)的減少幅度相對小一些。較小的電動(dòng)機(jī)可使車門減薄、座椅下空間增大、乘坐寬敞；
*照明系統(tǒng)：若采用42V電壓，目前的前照燈不能使用，必須采用高強(qiáng)度放電燈；后燈也將采用氖氣燈，因此車內(nèi)、外燈將要重新設(shè)計(jì)且價(jià)格昂貴；
*電路開關(guān)和連接器：電壓提高3倍，導(dǎo)線的直徑可減少到原來的1/3，線束在質(zhì)量和體積上減少25%左右。采用36/42V電源系統(tǒng)后，將淘汰機(jī)械式繼電器，采用多路傳輸控制系統(tǒng)，其具有診斷能力和電路保護(hù)功能。
36/42V電源系統(tǒng)的影響應(yīng)引起重視
36/42V標(biāo)準(zhǔn)電源是汽車電源系統(tǒng)的發(fā)展方向，新系統(tǒng)的采用會對汽車、零部件以及相關(guān)行業(yè)帶來多方面的影響，例如：
*該系統(tǒng)將改變原來的配套體系、裝配方式以及試驗(yàn)設(shè)備，整車廠和電子配件廠都面臨設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的改變，特別是對于電器配件廠家，研制新產(chǎn)品迫在眉睫。發(fā)動(dòng)機(jī)廠同樣面對設(shè)計(jì)、生產(chǎn)及測試設(shè)備的改進(jìn)；
*該系統(tǒng)使能源利用率得以提高，因此會得到政府管理部門的認(rèn)可，從而出臺相應(yīng)的管理法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)。為保證標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，需要相關(guān)測試設(shè)備的改進(jìn)和研制；
*對于配件供應(yīng)市場和汽車維修企業(yè)，也將大大增加工作的復(fù)雜性，因?yàn)閷⒃谙喈?dāng)長的時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)兩種電源并存的情況。以前的一些維修方式將會因此而受到影響，比如電壓的提高將帶來一些儀表量程的變化，老式操作方法需要改變。電壓的提高更易引起火花，也應(yīng)特別注意。
以上這些應(yīng)引起汽車行業(yè)及有關(guān)部門的足夠重視，并做好積極的準(zhǔn)備并采取相應(yīng)的對策。
（轉(zhuǎn)載）
