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汽车电子系统的低油耗设计

2014-02-20 15:24
络遇
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  前言

  我们如何才能使汽车驾驶室具备更多的功能,使发动机具有更大的功率,同时还能够符合各国政府对每加仑行驶距离的要求?只有采用新一代的低导通电阻功率MOSFET将汽车中传统的电力系统和液压系统改为电子系统,这些MOSFET不但可以提高汽车的舒适性和安全性,还能够提高燃油的行驶距离。

  发动机不仅仅要让汽车在路上行驶,还要为整个汽车系统提供动力。现在人们对汽车的娱乐性、舒适性及安全性的要求越来越高。通过深入分析发现,对于一辆普通的 汽车,每加仑的汽油所产生的能量最终用在车轮行驶上的不到15%,而大部分的能量都变成热量浪费掉。美国的法律规定,客车每加仑必须平均行驶27.5英 里,而对于占新车销售量一半以上的汽车,如SUV、小型客车和轻型卡车等,要求在2007年达到每加仑平均行驶22.2英里的新标准。

  人们要求汽车制造商提供一种效率更高、功能更多的汽车,而它的成本又要在大众可以接受的范围之内。为了做到这一点,许多系统都在进行很大的改进,例如,为提 高发动机的燃料燃烧效率,将液压系统改成电子系统(这样可以在许多方面减少发动机的能源消耗)。在减少能源浪费方面,几乎每一个系统都受到关注。

  电源系统与冷却风扇

  在发电方面,在 汽车中产生直流电源的传统方法是使用交流发电机,并在发电机的轴上装一个皮带轮,该风扇皮带是曲轴带动的。交流发电机产生的交流电通过二极管三相整流桥转 换成直流电。在额定电流下,二极管上一般约有1V的电压降。如果汽车用了1kW(大约70A)的功率,那么二极管消耗的功率大约是140W,按效率80% 计算,需要发动机多提供175W的功率来抵消掉二极管整流桥的影响,这些功率转变成热量散失掉。用MOSFET代替二极管后,功率损耗就会降低到2W以 下,节省下来的能量可以用来提高1%~3%的单位燃油行驶距离,也可以用来驱动其他系统。

  发动机的冷却风扇可以由传统的发动机曲轴带动改为电子风扇,电子风扇只在必要的时候才运转,而且仅用一只MOSFET来控制,可以节省至少100W功率。

  启动电机

  试想,当转动钥匙发动汽车时,启动电机就会带动发动机启动汽车。然后交流发电机就会对电池进行充电,为整个电气系统供给电力。而在其他的时间里,启动电机不起任何作用,反而是一个负担。

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