整車待機(jī)時(shí)長評(píng)價(jià)方法研究

馬汶鍇，畢騰飛，梁俊凱，宋朋宇

（中國汽車技術(shù)研究中心有限公司，天津 300300）

1 引言

隨著汽車智能化的發(fā)展，越來越多的電子電器零部件產(chǎn)品應(yīng)用到汽車上，尤其是智能化的產(chǎn)品，使汽車具備更多的功能，讓汽車隨著智能化的發(fā)展，更加科技化，更加適應(yīng)消費(fèi)者的需求。在迎合消費(fèi)者的同時(shí)，電子電器產(chǎn)品的增加也會(huì)導(dǎo)致整車靜態(tài)電流的增大。整車靜態(tài)電流過大，會(huì)造成蓄電池的能量消耗過快，導(dǎo)致蓄電池電量不足甚至虧電，使得整車待機(jī)時(shí)長無法滿足日常的使用。在車輛靜止停放時(shí)，蓄電池的電量不足會(huì)造成車輛無法正常啟動(dòng)。因此，對(duì)整車待機(jī)時(shí)長的評(píng)價(jià)方法進(jìn)行研究勢在必行。本文結(jié)合實(shí)際情況，通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)測試10款車型的實(shí)車整車靜態(tài)電流，和與之匹配的蓄電池?cái)?shù)據(jù)，提出了一個(gè)整車待機(jī)時(shí)長的計(jì)算公式。本文提出的整車待機(jī)時(shí)長評(píng)價(jià)方法是由整車待機(jī)時(shí)長的計(jì)算公式得出的一種評(píng)價(jià)方法，可以為整車電氣系統(tǒng)開發(fā)做參考。

2 整車靜態(tài)電流概述

2.1 靜態(tài)電流的定義

靜態(tài)電流又稱為暗電流，整車靜態(tài)電流指汽車在ACC關(guān)閉且車處于鎖閉狀態(tài)下，整車處于休眠狀態(tài)時(shí)的電流消耗。整車上與蓄電池直接相連的有些電子電器部件，會(huì)長期處于低功耗狀態(tài)，這些部件會(huì)產(chǎn)生電流消耗，即單元部件靜態(tài)電流。整車所有的單元部件產(chǎn)生的靜態(tài)電流的總和，即為整車的靜態(tài)電流。

2.2 靜態(tài)電流產(chǎn)生的原因

1）有些電子電器產(chǎn)品為了保持?jǐn)?shù)據(jù)記憶功能，需長期供電。這些電器主要是控制器單元，如娛樂系統(tǒng)控制器、整車控制器等。

2）防盜傳感器需要長期供電。以保證車輛在任何時(shí)刻都在防盜狀態(tài)下。

3）改裝車輛導(dǎo)致靜態(tài)電流的產(chǎn)生。有些用戶會(huì)對(duì)車進(jìn)行加裝與改裝，有些后裝的電子電器產(chǎn)品的電源是直接從蓄電池正極取電，這就會(huì)造成整車靜態(tài)電流的增加。

4）有些車載網(wǎng)絡(luò)終端在整車休眠狀態(tài)下有階段性喚醒策略，需長期供電。這些車載網(wǎng)絡(luò)終端的階段性喚醒，會(huì)導(dǎo)致每過一段時(shí)間，車載網(wǎng)絡(luò)終端就會(huì)從休眠狀態(tài)喚醒一次，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，產(chǎn)生一個(gè)峰值電流，造成整車靜態(tài)電流增加。

3 整車待機(jī)時(shí)長計(jì)算方法

目前，國內(nèi)外沒有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)整車靜態(tài)電流進(jìn)行統(tǒng)一要求。不同品牌的車由于配置的不同，最終設(shè)計(jì)允許的靜態(tài)電流值也不同，但整車廠會(huì)在車型研發(fā)階段，綜合整車電平衡的結(jié)果，來要求允許的最大整車靜態(tài)電流。整車靜態(tài)電流的設(shè)計(jì)主要考慮車輛的運(yùn)輸、存儲(chǔ)、停放等方面的需求，一般情況下歐洲要求車輛停放時(shí)間為6～8周，即在6～8周可以正常起動(dòng)車輛。目前國內(nèi)對(duì)整車待機(jī)時(shí)長的要求，通常是按照45天來設(shè)計(jì)的。通過整車靜態(tài)電流值與蓄電池的最低啟動(dòng)容量值，可計(jì)算出整車的待機(jī)時(shí)長。由于蓄電池是一個(gè)電化學(xué)的過程，沒有一個(gè)嚴(yán)格意義的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行虧電定義，蓄電池的容量會(huì)受到環(huán)境溫度與放電倍率的影響，不同的使用環(huán)境，不同的放電倍率都會(huì)體現(xiàn)不同放電特性。通常情況下，車輛在下線時(shí)的蓄電池實(shí)際容量為其額定容量的90%。

通常蓄電池在靜置的狀態(tài)下會(huì)進(jìn)行自放電，按照試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，蓄電池一個(gè)月的自損耗率為3%，蓄電池一天的自損耗率約為0.1%。

不同的汽車，啟動(dòng)所需蓄電池的最低容量不同。通過在室溫下 （排除溫度對(duì)蓄電池的影響）實(shí)際測試10款乘用車，蓄電池最低啟動(dòng)容量基本上在蓄電池總?cè)萘康?0%～70%之間，實(shí)測數(shù)據(jù)見表1，所以一般的蓄電池低于電池總?cè)萘康?0%～70%時(shí)，蓄電池處于虧電狀態(tài)，車輛無法正常啟動(dòng)，蓄電池需要進(jìn)行充電。

表1 蓄電池最低啟動(dòng)容量

整車的靜態(tài)電流測試，需要在室溫下在整車進(jìn)入休眠狀態(tài)下進(jìn)行測試。通過實(shí)際測試發(fā)現(xiàn)，有些車在不關(guān)閉車門、不關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)罩，或者不鎖車的狀態(tài)下，無法完全進(jìn)入休眠的狀態(tài)。為了使測試整車進(jìn)入休眠狀態(tài)，本次試驗(yàn)將所有車門與發(fā)動(dòng)機(jī)罩完全關(guān)閉，且車在完全鎖閉的狀態(tài)下進(jìn)行檢測。通過測試整車休眠后，24h的整車靜態(tài)電流的平均值I，來確定整車靜態(tài)電流，見表2中的整車靜態(tài)電流值。在實(shí)際測試中發(fā)現(xiàn)，試驗(yàn)用的10款車均在30min內(nèi)可以達(dá)到完全休眠狀態(tài)。

本文整車待機(jī)時(shí)長的計(jì)算，按照之前調(diào)研的結(jié)果，根據(jù)蓄電池實(shí)際容量的90%來計(jì)算。結(jié)合蓄電池容量等參數(shù)，整車待機(jī)時(shí)長的計(jì)算原理為：整車靜態(tài)電流的消耗容量+蓄電池自損耗容量=（90%-蓄電池最低啟動(dòng)容量百分比L%）×蓄電池容量，其計(jì)算方法如下公式：

式中：I——整車靜態(tài)電流；T——整車待機(jī)時(shí)長；C20——蓄電池標(biāo)稱容量；L——蓄電池最低啟動(dòng)容量百分比。

對(duì)以上公式形式進(jìn)行轉(zhuǎn)換，即可得到整車待機(jī)時(shí)長T：

以下是通過10款車型的整車靜態(tài)電流值和蓄電池容量等參數(shù)，結(jié)合表1數(shù)據(jù)，計(jì)算出的理論待機(jī)時(shí)長，數(shù)據(jù)見表2。

表2 整車待機(jī)時(shí)長試驗(yàn)結(jié)果

通過結(jié)果分析，測試的10款乘用車的理論待機(jī)時(shí)長從18.7天到78.5天不等。按照45天可以達(dá)到整車電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，待機(jī)時(shí)長大于45天的車型，是最優(yōu)的設(shè)計(jì)。此次測試的10款車型，其中6款車的待機(jī)時(shí)長超過了45天，其余4款車的待機(jī)時(shí)長低于45天，其中此次測試待機(jī)時(shí)長最少的車型為18.7天。

4 結(jié)論

通過系統(tǒng)性的測試整車靜態(tài)電流和蓄電池的最低啟動(dòng)容量，計(jì)算得到理論整車待機(jī)時(shí)長，為整車電氣系統(tǒng)驗(yàn)證提供理論依據(jù)，也為整車待機(jī)時(shí)長的評(píng)價(jià)提供方法。后續(xù)可依據(jù)此方法對(duì)整車待機(jī)時(shí)長進(jìn)行評(píng)價(jià)，作為一個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)指導(dǎo)消費(fèi)者選購車型。