电压升级与数据总线技术

3.14V/42V双电压开发进展　　

报载欧美的汽车制造商与零部件供应商已达成协议，将汽车的供电系统电压标准由l2V提高到42V,不久将开始执行。汽车上采用12V电压已有30多年历史，当时对改善启动性能，提高电器件效率起了一定作用。但目前己不适应技术发展的需要，从理论上讲电压提高3倍，电流就可减小2/3，因而可以大大减小电缆、电动机、线圈等尺寸及质量。特别是可使一些新技术如电子控制电动气阀机构、飞轮内装启动机/发电机一体式结构,以及电子控制电动制动器、转向系的应用成为可能;同时，可以减轻汽车质量并提高效率。但提高电压对采用灯丝型灯光系统有不利影响。因此有可能在开始阶段，仍保持l2V与42V同存一个时期。　　

为了解决日益增长的汽车电力供需之间的矛盾，美国通用公司已经研制一种适用于42伏特的汽车用电系统，电动汽车EV1将首先试行使用这套系统, 成为首辆使用42伏特的汽车。美国德尔福(Delphi)汽车系统公司正在开发输出功率为5千瓦级的“Energen5”和输出功率为10千瓦级的“Energen10”两种电气系统，以便用于采用42V电气系统的汽车。Energen5系统由起动机和发电机为一体的总成ISG（Integrated Starter Generator）和逆变器组成。使用对象主要是排气量为1～2升的小型轿车，该系统的目标是提高燃烧效率。发动机启动时，可将ISG的输出作为辅助动力传送至发动机；减速时，利用发动机过剩的旋转力量推动ISG来发电，并将电能储存在蓄电池中。采用这种系统能使发动机迅速起动，这样能减少尾气排放。而且，还能把以前汽车减速时浪费掉的能量储存到蓄电池里进行再利用。Energen10则可以提供电力以便在一段时间内完全靠电动机来驱动车轮，或者驱动今后将增添各种各样车载设备的车辆。该系统的开发主要着眼于次混合驱动（Mild Hybrid）车，适合用于高档轿车。除这上述2种系统外，该公司还在开发输出功率为20千瓦级的“Energen20”系统。该系统使用比42V更高的电压，比如150V或者200V、300V等。该系统是用于完全靠电动机来行驶的纯混合驱动汽车。Energen5和Energen10只需将现有汽车的部分零件更换后便可使用，而Energen20则要重新设计汽车的底盘和传动系统等。4.多路传输技术　　

目前，在汽车上己经开始越来越多地使用CAN数据总线。在现代轿车的设计中，CAN已经成为必须采用的装置，奔驰、宝马、大众、沃尔沃及雷诺汽车都将CAN作为控制器联网的手段。由于我国中高级轿车主要以欧洲车型为主，因此欧洲车应用最广泛的CAN技术，也将是国产轿车引进的技术项目。目前汽车上的网络连接方式主要采用2条CAN，一条用于驱动

系统的高速CAN，速率达到500kbit/s，另一条用于车身系统的低速CAN，速率是100kbit/s。　　

随着汽车高电压系统的采用，半导体管体积将变小、价格也相应降低，实际上还推动了一项新技术--多路传输技术的发展。多路传输技术的原理是用一根电缆发送和接收来自车灯、传感器和其它电器设备的控制信号。采用高电压系统后，那些小巧价廉而灵敏的开关能降低多路传输技术的成本，从而可用于大型车辆。　　

目前全球汽车制造商将共同为未来电子系统电压制定一项新标准，即36V/12V双电压系统将和42V电压系统一起使用。预计第一个运用42V电压系统的汽车将在几年后出现，而且在随后的十年里国际汽车业将会发生一个长久、彻底的变化。几年前在底特律召开的SAE年会上，也有很多关于这方面的讨论，即如何去发展42V电压系统:目前面临的困难是什么:如何解决等等。　　

当然汽车电压升级的好处也显而易见。除了能减少线束截面积，减小电机体积外，还能趁机将车上的电器来一场“革命”，例如终结目前使用的机械式继电器，进入固态开关模式，采用电子模块代替目前的分立元件等。据行业人士认为，目前的豪华轿车使用1～3千瓦的功率，而到2010年高级轿车的使用功率将达到10～20千瓦，如果汽车性能要提高，设置要增多，唯有走电压升级这一条路才能解决问题。可以预见,汽车电气技术的改革，不论采用升压制或者数据总线制，或者两者都采用，它都会给汽车发展注入新的活力。　　

14/42V及42V电气系统已得到国际汽车工业界的广泛认可，因此，可以相信这一新的汽车电气系统进入实用化的时间已为期不远。由于该电气系统的固有特点，以功率半导体元器件同微电子器件相结合的控制装置，将在新的电气系统中获得大量应用，这将对传统的汽车电器带来较大的冲击，并对汽车电子、电器零部件的产业结构产生深远影响。目前，我国相关行业已对新的汽车电气系统给予了应有的关注，这一汽车新技术正进入研究起步阶段。