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1、汽车电子电气系统架构的未来文 析文整体看来， 架构的优势相当明显： 电子电气系统架构具备中等大小的电压值， 安全成本更低， 填补了起停技术与 “轻度混合动力车” 之间的空白。 然而， 架构离大规模实施还有距离， 对电子电气系统架构带来的挑战， 比如对系统设计、 电弧管理、 密封要求、 导线设计及回路保护等都提出了新的要求。 德尔福正在与大学研究机构、 整车厂商、 部件供应商合作研究具有合理成本的系统解决方案。技术或将成为主流 架构未来走向的主要因素。像整个汽车电子领域一样 ， 汽车电子电气系统架构 “ 年，五大德国汽车制造商联合宣布合作开技术正面临着快速发展和重大变革。 降低 排放 ， 提 发
2、 系统， 正式吹响了向 系统进军的号角 。 一个高燃油经济性； 加强乘客和行人安全 ； 更大功率更先进 重要的引爆点是起停系统 （ 在欧洲的广泛的车载信息娱乐系统和其它消费电子设备； 整车厂商需 应用， 所以目前欧洲是这场改革的领导者， 而北美和日要降低成本等方面的需求， 已经成为决定汽车电子电气 本厂商持跟随态度。 另外两个最主要的驱动力是日趋严格旳 排放指标和车辆日益增加的用电需求。”德尔 转向 、 电动暖风等供电。 随着越来越多的大功率用电器福派克新能源产品经理洪英林在日前召幵的慕尼黑电子 由皮带驱动转变为电驱动 ， 侧的大功率用电器将展中国国际汽车电子创新技术大会上说。 不断增加。 电
3、子 电气架系统主要用于微混合动力汽车和弱混合动力汽 整体看来，架构的优势相当明显： 与 。 以上 构具备中等大小车。 对全球电气化汽车的销量预测数据显示， 预计 的 “危险” 电压相比 电子 电气架构具备中等大小 的电压値， 安全今年， 包括微混汽车在内的电气化车辆在全球的产量可 的电压值， 安全成本更低， 填补了起 停技术与 “轻度达到 万辆 并将在今后几年内以 以上的年均增 混合动力车” 之间的空白。 起 停技士与“轻长率快速增长， 年之内增长 倍， 达到 万辆。 段时间内 ， 微混汽车和弱混汽车的产量将长期处于主导 对电子电气架构带来的影响和挑战 之间的空白。地位， 年的比重仍然高达 。
4、 然而 由于存在电弧放电和电磁干扰等问题 ，“我们认为， 在未来的一段时间内 ，技术将发 架构离成功还有很远的距离 ， 对电子电气架展成为一个重要的市场趋势， 而且这个市场足够大， 大 构带来许多的影响和挑战。 比如对系统设计、 电弧管到它足以容纳这项新旳技术。” 洪英林补充道。 理、 密封要求 、 导线设计及选型以及回路保护等都提出了新的要求。为什么定义为 系统设计一电子电气系统负载仿真软件常规的乘用车轿车是 商用车是 如果将 的架构， 从原来的单电压系统 ， 演变成了电压提髙一些 ， 比如 整个系统的改善就比较有限 和 并存的双电压系统。 在强混合动力车型上还可能了 ， 所以在 和 之间就
5、形成了一个可以兼顾安全 会再增加一套几百伏的髙压系统， 因此 ， 这对系统设计和功能的折中方案。 按照电压等级的规定， 是一个 就提出了许多新的问题和难点。安全极限， 超过这个极限后， 汽车的系统设计就必须考 第一， 电压系统之间如何关联。 两个电压系统是连虑乘客的安全性 ， 设计的复杂度及成本就大幅度提髙 在一起， 还是相互独立？ 电压转换器是单向还是了。 欧洲厂商将系统电压定义在 留出了一定的安 双向的？全空间， 即使出现过压， 电压达到 几伏， 依然在安全 第二， 电气负载的功能如何划分。 起动机应该放在范围内。哪一个电网里？ 其它髙功率的用电器又该放在哪一个电的电子电气基本架构 （ 见
6、图 由 网络和 网里？网络组成 ， 两个网络之间通过 电压转换器 第三， 系统和动力系统相连， 负载持续处于动相连。 态变化中， 电平衡相对于常规系统的稳定负载来说比较侧， 安装的是传统的铅酸电池， 这一侧可以 复杂。布置传统的用电器， 比如车灯、 各种控制器和冷起动电 第四， 锂电池的智能充电解决方案也将是个难机等。 的一侧， 安装 的锂电池和起 停电机 ， 点。负责发电和实现起 停等功能。 起 停电机的功率可达到 面对这些难点 ， 现有的常规设计方法显然已经无法以上 ， 甚至 ， 分布在 系统这一侧可以更 满足 系统带来的挑战， 如果等到整车生产出来以后好地实现性能， 也有效改善了常规电网
7、的负荷。 再去做测试， 发现问题后再相应地调整设计， 显然又为起 停系统的应用对车内的 日常功能也会产生影 时过晚。 所以需要有一套仿真工具来支持 电子电器响。“如空调， 传统汽车在等红灯的时候， 发动机处于 架构的定义、 设计、 验证及评价。怠速， 皮带驱动的空调压缩机可以继续工作， 空调照样 德尔福在混合动力汽车和电动车方面有长久深入制冷。 但是对于有起 停功能的车来说， 等红灯时需要 的研究， 自行开发的电子电气系统负载仿真软件 （ 见图转换到电动空调， 不然乘客就要忍受等红灯或堵车的时 在设计前期就可以对整车的电子电气系统的性能候没有空调的环境。一个电动空调压缩机的功率最低要 进行测试
8、， 在系统装车前进行原理验证， 帮助整车厂商如果用 伏供电 ， 电网就难以承受， 用 提前暴露问题 、 解决问题。 把问题扼杀在摇篮里，这是就没有问题了 。 此外 侧还可以给主动悬架 、 电动 其领先同行业其它公司的最大优势之一。N ew T e c h n o l o gy | 图 架构 针对热插拔， 在强混和电动车的高压系统上已经有了很成熟的解决方案。 比如手动维修开关， 高压互锁回路等。 但这些方案成本比较高 所以德尔福把重点放在田 了端子和接插件本身， 比如在端子和连接器设计时就想一 丄办法提高端子拔出的分离速度， 避免电弧出现 或者是电弧出现后， 最大限度地防止端子的损坏。连接器密封
9、要求一使用密封连接器 过组电化学纖对比试验可以发现 系统的腐蚀速度比常规 系统快。 而且在通电情况下， 受到高电压影响， 非密封连接器将面临更加严重的电化学，腐蚀 所以 系统必须使用密封的连接器。画 作为 个整车架构的设计者 德尔 针对不同的整车部位定义了不同的密封要求可以有效解决端子电学的电子电气基本架构由 网络和 网络坦成， 两个网络之间通过 电压转换器相连。 冑导线选型及回路保护新的设计准则关于回路保护 ， 常规 的系统保险丝的设计准则是按照导线的电流承载量来计算的。 但是目前的设计准则里没有考虑电压 ， 当选择 电压之后 ， 在同样的情况下产生的热量是有变化的 所以需要全新的设计准则来
10、指导 系统的回路保护。 目前德尔福正在跟供应商：进行密切合作， 开发新的保险丝产品。中国市场 引爆点仿真雖压输出 隱及数据 在起停系统广泛应腦推动下 定程度上既具备高压混合动力性能又具备起停繊成本的 系统发电机输出 时代即将来临。 那中国市场的引爆点会在哪里？“ 年颁布的油耗法规很可能是中国市场 兴：起的引爆点。 目前整车厂商为了满足第一、 二阶段的油耗法规都在积极地开发解决方案， 但现有的方案很难实现 年 的指标。 而且目前中国的大城市交通比较拥堵， 采用 系统后汽车节油可达 如 对降低油耗、 满足油耗法规会起到很大的作用。”在表达对中国市场信心的同时， 洪英林也指出 ：“就技术的整体状况而言， 系统比强混和电动车要简单， 但在通往 的道路上也必将面临众多的挑战 ，有更多的技术细节需要去了解攻克。 德尔福在中国有两电弧管理热插拔技术 个世界级的研发中心， 有 名技术工程师， 中国团队在通电状态下， 端子插热拔会产生电弧。 系统 主导研发的产品至今已累计获得超过 项专利。 所以下， 热插拔产生的电弧比较小， 甚至可以忽略不计。 但 我们有信心成为技术探索革新的道路上的领头羊， 跟包同样的电流在 系统下进行热插拔就会损坏端子。 这 括整车厂以及广大的汽车零部件厂商在内的业界同行一种损坏会导致端子局部温升过高， 成为隐患点。 起合作 ， 共同努力。 ”
