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1、 完美车载电源解决方案，victron的睿智选择 VICTRON逆变充电一体机实现小型通讯车的电源优化方案一、小型通讯车电源应用现状及背景 利用SUV类的小型底盘车改造的通讯车辆，其典型负载功率在600800W，启动峰值功率会达到1200W，而负载能达到1500W的通讯车辆则相对较少。 如何为这些车辆上的负载提供可靠电源，是设计人员必须考虑的首要问题。通常情况下，人们会为这些负载配置传统的UPS电源，这是种习惯做法，原因是在10多年前刚在国内兴起通讯车时并没有成熟的电源供电方案，设计人员只是尝试性的选择了UPS电源并最终为用户所接受。 但随着通讯车的大量采用和使用频繁化，UPS的不足问题就突显
2、出来了，如UPS带载特性不强（不能够带感性负载、不能够带混合型负载-交流及直流），充电电流小，抗震性能差，输入源单一（仅能接受交流输入）、发电机匹配能力差等问题；结果是导致配电系统的繁杂性（UPS、发电机、开关电源），增大了使用和理解难度，增加了故障点和故障率，在可用性方面却显示一般。 当前，在国内还没有一套完善的应用在车载方面的电源电子标准，而在国外发达地区如欧洲和美国则有；由于UPS不适用车载也不符合车载电子标准，国外这些地方很少有见到用UPS加装电源的，他们使用的产品是车载专用的逆变器。二、专业的车载电源解决方案 在本文中所指的车载应用都是指特殊用途的通讯车辆，这些车辆往往对供电的连续性
3、和稳定性要求都很严格。车载逆变器是专门为车载设备设计的一种特殊电源产品，而荷兰VITRON产品则是这方面产品的创导者和领导者，研究和生产独立电源已经有30多年历史，其很多产品和方案都是技术应用的创新。 对于SUV类小型通讯车负载电源设计，VICTRON产品能够提供一套完美的车载供电解决方案，并能实现供电系统的优化，以下是一套简单的工作流程图。逆变充电一体机远程控制面板电池监测仪后备电池启动电池汽车发电机电池隔离器220V交流电源直流配电盒三、系统工作原理与流程在这个系统中，是通过电池隔离器将汽车发电机与逆变一体机连接起来的，汽车发电机作为一种动力源，只要汽车不熄火，就能够提供持续能源给后端负载
4、。为实现这一功能并不复杂，很多人使用二极管就能够得以解决，但关键的是它的可靠性和可用性到底有多高；首先普通的二极管存在很大的漏电流，这意味着如果汽车长期闲置时电池的电量将最终耗尽，其次是普通的二极管仅能单向导通，可用性不高。而使用具有双向电压感应的CYRIX系列电池隔离器，由于为电子控制导通，可靠性高，断开后没有漏电流，双向电压感应可以通过一体机为汽车启动电池充电；而且CYRIX电池隔离器还有一个应急开关信号，当闭合该信号后，隔离器就能够实现强制导通。在安全上设计，如果一端电压低于2V时，CYRIX就不会导通，这能够确保安装人员的安全。汽车发电机输出功率由于逆变一体机的电流源来自于汽车发电机，
5、那么实际的发电机可供输出的电流能力将决定持续带载容量；而对于汽车发电机来说，SUV类车型的发电机输出电流一般为110A， 由于汽车内的空调压缩机直接由发动机带动，故不考虑，所以汽车上能消耗发电机的负载主要为灯和音响系统，其中尤其以汽车大灯消耗的负载最多。将这些负载减掉后，发电机剩余可利用的功率通常是自身额定值的2/3，即在70A左右，核算成功率大约为900W。而实际上，汽车发电机的可利用功率还要高一些，这通常是因为通讯车工作在白天，晚上执勤的任务相对较少。系统工作流程（更详细的情参阅“工作流程讲解”文件）1） 汽车启动后，隔离器导通，汽车发电机提供给逆变一体机直流电源，经过逆变后输出稳定的交流
6、电给负载；直流负载则直接从汽车发电机取电；2） 汽车熄火后，隔离器断开，由后备电池经过一体机逆变输出稳定的交流电给负载，直流负载直接从后备电池取电；3） 接通外部交流电源后（市电或油机），隔离器导通，逆变一体机为启动电池和后备电池充电。 同时逆变一体机内的旁通静态开关为交流负载供电，芯片并实时监测输入交流电源的电压和频率，一旦超出范围将自动转由电池逆变工作。四、方案技术特点 利用上述的VICTRON优化电源系统，将能够完美解决SUV类小型通讯车的所有配电问题，具体表现如下：1） 当总负载低于发电机输出功率时，则由汽车发电机持续提供能量，并将多余的能量给汽车电池和后备电池充电；由于逆变器全程工作
7、，将输出稳定的电压和频率； 2） 当总负载高于发电机输出功率时，高出的功率部分则有后备电池逆变获得稳定能源，后备时间的长短则取决于高出的功率值；3） 一体机具有两倍过载能力，诸如12V1200VA可带2400W的峰值功率，这非常适应于感性负载和混合性负载； 4） 电池快速充电能力。汽车发电机可利用多余能量为后备电池充电，也可以外接交流电源为电池提供快速充电，由于一体机集成的充电机功率很大，电池容量很快就会被充满；5） 并网能力。如果负载过大，一体机可将交流输入电源功率和电池逆变功率叠加输出，这非常适应于连接感性负载；6） 一台逆变充电一体机就能够解决车载的通讯和直流负载供电问题，更重要的是，还
8、能够兼容感性负载（连接后并不会影响整个系统的运行），这将使供电方案简单化，而且更人性化，诸如工作人员有时为了喝到开水而启动小型的微波炉或电加热器并不会对配电系统造成丝毫影响；7） 电力控制能力。当需要外部交流电源为负载供电或电池充电时，首先要确认的是前端交流源不能过载，否则会造成断路器跳闸或油机熄火，但通过控制面板的旋钮开关可灵活调节输入电流的阀值，借助于一体机的并网能力，还能够带动比交流源功率大的负载；8） 集中的控制平台。一体机对安装位置有很大的随意性，可垂直、侧向或水平安装到车体内的空余位置，这将节省宝贵的车内空间。并通过集中的控制面板就能够实现全部的操作和状态监控。五、后备电池供电时间
9、的计算在很多情况下，我们会关心电池可提供的后备供电时间。如何才能较准确的计算出来，以下几个参数比较重要，其它的影响相对较小；影响的主要参数有：（1）电池总配置容量；（2）电池的充电容量；（3）带载量或电池放电电流。我们在计算电池放电时间时通常认为电池的充电容量是满的。电池的容量是AH（安培小时），电池容量的计算是按照一个标准来计算的，即放电速率，放电速率的单位为HR，一般为20HR（也有的电池为10HR）；20HR就是电池以能够放电时间为20小时为标准； 比如12V100AH的电池（20HR），以5安培的放电电流能够释放20小时的放电时间；12V65AH的电池（20HR），以3.25A的放电电
10、流能够释放20小时的放电时间，我们称这个放电电流为电池的额定放电电流； 原则上电池的 放电电流放电时间=放电容量，但实际上当放电电流大于额定电流的时候，电池的容量就会保存，比如12V100AH的电池以20A的电流放电时，电池的放电时间就不是100/20=5小时，而是要小于这个放电时间，如放电电流为100A时，电池只能释放50%的能量，也就是能释放30分钟的后备时间； 反过来说，如果放电电流小于5A，电池就会过放电，假如电池放电电流是1A，那么放电时间就不是100小时，而是110小时115小时；在行业内，电池放电电流一般是按照与电池容量的商来计算的，单位为C，C的意思就是“capacity”，意
11、思为容量； 如12V100AH的电池用100A的电流放电，那就是100A/100AH=1C放电电流，若放电电流为5A，那就是5/100=0.05C；通常电池放电电流与电池的释放容量有如下关系：放电电流电池释放容量0.05C100%0.1C95%0.2C90%0.3C85%0.4C80%0.5C75%0.6C70%0.7C65%0.8C58%1C50%举例说明：举例1、一台12V1200VA逆变充电一体机，配置2节12V100AH电池，汽车发电机可用容量为850W，实际带载800W，计算电池的后备供电时间。答：当汽车发电机工作时，发电机功率大于负载功率，电池不消耗电量。 当汽车熄火后， 电池要承
12、担所有负载供电，平均放电电流为850W/ 12V/ 2只=35.4A， 折合为0.354C，电池大概释放的容量是80%，同时应考虑逆变器工作效率为93%；因此可提供的后备时间大约为200AH/35.4A *80%*93%=4. 2小时；举例2、一台12V1600VA逆变充电一体机，配置1节12V200AH电池，汽车发电机可用容量为850W，实际带载1200W，计算出电池的后备供电时间。答：当汽车发电机工作时，发电机功率小于负载功率，汽车发电机承担850W的负载供电，剩余的350W则有后备电池放电所得，这时电池的放电电流约为350W/13V=30A，随着电池电压的下降，电池隔离器断开，所有负载会
13、有电池全部供电，这时放电电流约为1200W/12.5V=96A，很快隔离器再次吸合，电池放电电流减小；在放电过程中吸合过程重复多次后电池电压下降到终止电压，放电过程结束。因此这种混合的电池放电模式较难计算放电时间，估算的方式是按照两个放电电流的平均值参考：（30A+96A）/2=63A，电池放电电流为0.315C，电池大约能释放82%的容量，提供的后备时间大约为200AH/63A *82%*93%=2.4小时。当汽车熄火后， 电池要承担所有负载供电，平均放电电流为1200W/ 12V =100A， 折合为0.5C，电池大概释放的容量是75%，同时应考虑逆变器工作效率为93%；因此可提供的后备时间大约为200AH/100A *75%*93%=1.395小时；北京世纪正文科技有限公司技术支持152013043311北京世纪正文科技有限公司 http:/
