鄧麗麗

摘 要：在當(dāng)前的汽車發(fā)展中用到了越來越多的電氣設(shè)備，為了應(yīng)對汽車電氣系統(tǒng)中出現(xiàn)的一些問題，必須采取一些技術(shù)措施。本文對汽車電氣系統(tǒng)以及汽車的電子化發(fā)展進(jìn)行了簡要的介紹，并探討了當(dāng)前汽車電氣系統(tǒng)中出現(xiàn)的問題，以此為基礎(chǔ)提出了相關(guān)對策。

關(guān)鍵詞：電氣系統(tǒng)；汽車；電子化

在汽車工業(yè)發(fā)展的過程中汽車電氣化是一個(gè)重要的發(fā)展趨勢，汽車中應(yīng)用電子技術(shù)的現(xiàn)象也越來越普遍，所以應(yīng)用的電子技術(shù)和電子產(chǎn)品也越來越多。在汽車電氣系統(tǒng)中往往會(huì)出現(xiàn)一些問題，需要采取相應(yīng)的技術(shù)對策。

1 汽車電子化的發(fā)展歷程以及汽車的電氣化系統(tǒng)

汽車工業(yè)自誕生以來發(fā)展非常迅速，在汽車上也越來越多地應(yīng)用到了電子技術(shù)。自從上世紀(jì)50年代電子管收音機(jī)在汽車上的安裝和應(yīng)用開始，汽車電子化的進(jìn)程不斷加快。汽車上原有的晶體管收音機(jī)很快被電子管收音機(jī)所取代，上世紀(jì)60年代日本和美國的汽車公司普遍開始使用規(guī)整交流發(fā)電機(jī)，帶動(dòng)了發(fā)電機(jī)周圍零部件的電子化進(jìn)程，例如L型電子控制汽油噴射系統(tǒng)、D型電子控制汽油噴射系統(tǒng)、集成電路（IC）調(diào)節(jié)器、HEI高能點(diǎn)火系統(tǒng)。上世紀(jì)70年代美國的汽車公司研發(fā)成功并應(yīng)用電子點(diǎn)火系統(tǒng)和數(shù)字式點(diǎn)火時(shí)刻控制系統(tǒng)，自診斷功能、電路，化油器空燃比反饋相繼問世，標(biāo)志著發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制技術(shù)達(dá)到了一個(gè)較高的水平。到上世紀(jì)80年代，集成電路以及超大規(guī)模集成電路逐漸在汽車上得到應(yīng)用。當(dāng)前操作上普遍安裝的娛樂裝置、通訊裝置、提高舒適性裝置、警報(bào)安全裝置、駕駛輔助裝置等裝置都屬于電子裝置。在汽車制造成本中電子/電器所占的比例逐年增加，90年代約為25%，2010年之后超過了30%[1]。

汽車的電氣設(shè)備包括電源系統(tǒng)、啟動(dòng)系統(tǒng)、點(diǎn)火系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、信號系統(tǒng)、儀表系統(tǒng)、輔助電器系統(tǒng)、電子控制系統(tǒng)幾個(gè)大類。汽車電氣系統(tǒng)具有單線制、直流、低壓的特點(diǎn)。

2 汽車電氣系統(tǒng)中存在的問題

在汽車中積極應(yīng)用電子裝置不僅能夠提高汽車的綜合性能和運(yùn)行的安全性，還具有節(jié)能環(huán)保的作用。然而大量的應(yīng)用電子控制裝置也會(huì)使汽車的電氣系統(tǒng)出現(xiàn)一些問題。汽車的電氣系統(tǒng)耗電量會(huì)由于電子控制裝置的不斷增加而提高。在當(dāng)前的12V電壓標(biāo)準(zhǔn)下必須加粗導(dǎo)線，才能滿足用電需求。70年代汽車的單車平均耗電約為650W，2005年已經(jīng)達(dá)到了3500W，照此趨勢發(fā)展下去，到2050年汽車的單車平均耗電需求將會(huì)達(dá)到5000W，以當(dāng)前的12V電壓標(biāo)準(zhǔn)來計(jì)算，大約需要417A的整車電流量，為了保障運(yùn)行的安全性，導(dǎo)線的截面需要達(dá)到150mm2。加之車內(nèi)的溫度較高，實(shí)際應(yīng)用中的導(dǎo)線截面更大。

這種情況也會(huì)造成汽車中的器件具有更大的體積和重量，例如電壓調(diào)節(jié)器和電源總開關(guān)等等。如果增大接觸電阻，那么接觸點(diǎn)處就會(huì)產(chǎn)生很大的熱量，對接觸點(diǎn)的氧化起到了催化作用，接觸的電阻又會(huì)進(jìn)一步上升。這樣一來觸點(diǎn)的燒蝕概率會(huì)不斷提高，影響了整車的可靠性[2]。

自動(dòng)控制需要應(yīng)用電磁線圈和微型電機(jī)，這些器件的數(shù)量也在不斷增加。為了保障其達(dá)到足夠的功率，只得不斷增加其重量和體積，汽車電器件的布置具有越來越大的難度，汽車的總重量也會(huì)不斷增加。

由于不斷增加汽車的電子控制裝置，導(dǎo)致汽車具有越來越復(fù)雜的電氣系統(tǒng)。車輛的可靠性與電路的復(fù)雜化成反比，而且電路過于復(fù)雜也不利于汽車的維修。

3 對汽車電氣系統(tǒng)進(jìn)行改革的具體對策

電氣設(shè)備的不斷增加造成現(xiàn)代汽車電子系統(tǒng)的線路越來越復(fù)雜、容量越來越大，是汽車工業(yè)技術(shù)發(fā)展過程中必須解決的一個(gè)問題。當(dāng)前有兩種應(yīng)用比較廣泛的汽車電氣系統(tǒng)改革技術(shù)方案，第一種是使用數(shù)據(jù)總線來對汽車電路進(jìn)行簡化，第二種是將汽車電源的電壓標(biāo)準(zhǔn)提高。將汽車電源的電壓標(biāo)準(zhǔn)提高之后就能夠?qū)⒏蟮臉O限功率提供出來，從而使用電功率的線徑和體積大大減小，信號的傳送質(zhì)量也會(huì)得到提高。

3.1 使用數(shù)據(jù)總線

常規(guī)的布線方式已經(jīng)不能適應(yīng)汽車電控設(shè)備不斷增加的趨勢。在一些電控設(shè)備較多的高檔轎車中，電線的重量約為4%的整車重量。當(dāng)前普遍采用的方式是將幾十條電線用一條線束包裹起來。使用數(shù)據(jù)總線是一種非?？尚械膶ζ囯娐愤M(jìn)行簡化的方法。在數(shù)據(jù)總線中，多個(gè)系統(tǒng)能夠共享一條數(shù)據(jù)線上所傳遞的信息，從而使系統(tǒng)的整體效率得到極大的提高，能夠在有限的資源進(jìn)行充分的利用。也電腦鍵盤為例，電腦鍵盤與主機(jī)只有7條數(shù)據(jù)連接線，主要是根據(jù)不同的編碼信號來傳遞信息，從而使鍵盤能夠用有限的鍵位向主機(jī)發(fā)出很多不同的指令。在汽車電氣系統(tǒng)中應(yīng)用這種方式能夠使汽車電路得到極大的簡化，不同的開關(guān)動(dòng)作用不同的編碼信號來表示，解碼之后就可以對對應(yīng)的負(fù)載進(jìn)行斷開或接通，例如座椅、刮水器、前燈對調(diào)節(jié)等等，達(dá)到一線多用的目的，線束的直徑得到了縮小、電線的數(shù)量也得到了減少[3]。

3.2 提高電壓

12V電壓在汽車電氣系統(tǒng)中應(yīng)用的比較普遍，發(fā)電機(jī)的輸出電壓一般是14V。根據(jù)相關(guān)理論，如果將電壓標(biāo)準(zhǔn)的提高至42V，那么電流就會(huì)減小2/3。這樣可以獲得更大的極限功率，使導(dǎo)線的截面積得到減小。既可以使電器件的功率得到滿足，又可以進(jìn)一步減小電器件的體積，信號傳送的質(zhì)量也將得到提高，能夠用更多的電子控制裝置。

將汽車電氣系統(tǒng)的電壓標(biāo)準(zhǔn)提高從理論上是可行的，但實(shí)際應(yīng)用仍然有一些難度，要對整個(gè)汽車電氣系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造，還會(huì)涉及到配件配套商和供應(yīng)商的利益問題，這其中，主要的問題是安全問題。當(dāng)汽車電源線的兩極相碰時(shí)會(huì)出現(xiàn)火花，這種現(xiàn)象會(huì)隨著電壓的提高而越來越嚴(yán)重，因此要將汽車電氣系統(tǒng)的電壓標(biāo)準(zhǔn)提高需要考慮到系統(tǒng)運(yùn)行的安全性，需要重新制定汽車的安全保險(xiǎn)設(shè)置的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

同時(shí)也可以使用雙電壓方案，也就是14V/42V，根據(jù)功率大小將電氣和電控裝置分為兩組，功率較大的使用42V電壓進(jìn)行供電，功率較小的使用14V電壓進(jìn)行供電。

4 結(jié)語

在汽車電氣系統(tǒng)的技術(shù)改革過程中，無論使用哪種技術(shù)方法，都能夠積極推動(dòng)汽車工業(yè)的發(fā)展，提高汽車的電氣化水平，解決當(dāng)前汽車電氣系統(tǒng)中存在的問題，不斷提高汽車的電子化程度。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉煒山.汽車電氣系統(tǒng)的故障診斷與維修[J].科技傳播.2013（17）.

[2]馬豐威.汽車電氣系統(tǒng)的故障診斷和維修[J].黑龍江科學(xué).2014（11）.

[3]黃欲飄.汽車電氣設(shè)備常見故障與排除[J].科教文匯（上旬刊）.2014（01）.