汽車電源管理的新技術以及未來發展

張杰

摘要：人們整體生活水平獲得了明顯提高背景下，汽車產業呈現出蓬勃發展態勢。電源系統屬于汽車重要組成，關系著汽車在行駛時安全性、舒適性，加強汽車電源管理，可以使人們對于汽車的多功能需求獲得比較充分的滿足，推動汽車產業獲得更好發展。

關鍵詞：汽車電源管理;新技術;未來發展

一、汽車電源管理的重要意義

首先，實現對短路、過電流的保護，即保護整車大電源，及時將蓄電池總電源切斷，或者是將某個控制回路切斷。其次，針對蓄電池展開核電狀態檢測，使蓄電池不出現虧電情況，運用實時方式了解電池實際狀態，做好對充電和放電時間的控制，保證蓄電池壽命。再次，控制靜態電流，使汽車下次啟動時蓄電池要求最低，保證車輛可以進行長途運輸。

二、汽車電源管理的主要內容

首先，蓄電池管理。蓄電池管理的實施能夠使電源管理獲得蓄電池實時狀態信息，并且對電信能信息做出預測，不僅可以使用電設備在功率方面的需求獲得充分滿足，也能使整車電氣系統在經濟性上獲得明顯提高。其次，整車靜態電源管理。發動機未進行運轉時，能夠在汽車停放過程中將整車電流消耗降低，點火開關在關斷時，針對不同控制器進行電流供給作出控制。結合針對蓄電池電量狀態以及電壓的監控，逐漸將某些用電器關閉，防止蓄電池出現過量放電的情況。最后，動態電源管理。汽車行駛過程中，整車動態電源管理的實施，可以使發電機形成的電流根據負載不同要求向不同用電器分配。發電機如果輸出電流超出整車負載實際消耗需求情況下，會對發電機產生輸出電壓進行調節，為蓄電池供電。

三、汽車電源管理的新技術

（一）高低電壓電路集成

對于汽車電源來講，一部分主要通過高電壓工作，其中包括充電插口、汽車音頻、汽車車燈等。信號進行芯片處理時和汽車運行時主要通過低電壓，因此對于高低壓電路集成技術要求更高。當前多數汽車集成電路直接與蓄電池連接，一般來講，使用的汽車電源為14V或者是12V，但在車載用電設備不斷增多情況下，已經難以滿足車主需求。同時信號處理性能強度需要不斷增大，信號處理芯片時需通過亞微米級工藝，工作在低壓環境中。因此展開汽車電源管理時，需解決在CMOS工藝中將高電壓元件與低電壓元件集成的問題，對于低電壓元件來講，主要為微控制器、嵌入式閃存、數字邏輯電路多種，要想在運用亞微米CMOS工藝情況下將高電壓器件開發出來，通過標準工藝將高電壓晶體管設計出來為重要發展方向。在將低電壓元件與高電壓元件進行集成中，安森美公司以及飛思卡爾公司作出的貢獻較大。其中安森美將COMS工藝和DMOS工藝結合在了一起，創造了全新集成技術。飛思卡爾則實現了對SMARTMOS技術開發，使高壓集成和低壓集成存在的問題獲得了比較有效地解決。

（二）超低電流突發模式

汽車體系中，防盜系統和娛樂系統為兩個比較重要的系統，兩個系統的共同之處在于工作模式屬于突發模式，在突發模式中，汽車需遵循這集合基本原則：首先，電源系統需處于待機狀態中。其次，電流應保持靜態電流狀態。最后電流數值應低于100uA，因此處于突發模式中，靜態性以及超低電流為重點。在相關技術發展中，美信公司、凌特公司以及微芯科技公司所做的貢獻比較大。就凌特公司來講，發明了開關穩壓器，屬于降壓型，穩壓器在釋放電流以后，可以使超低特性、靜態特性獲得充分滿足。就美信公司來講，則發明了休眠電流，這種電流也能使超低以及靜態兩種特性獲得充分滿足，在突發模式下運用比較適宜。就微芯科技公司來講，發明的技術不僅能夠使靜態與超低特性獲得滿足，也能使汽車停車時保證電量整體耗費較少。

（三）高亮度LED燈

這種燈和白熾燈相比，優點在于響應速度較快，并且整體壽命長，能效性更高，抗震性更強。高亮度LED燈可以作為轉向燈或者是剎車燈，這樣與車輛臨近的司機可以在更長距離情況下做出反應，獲得的時間更久，進而將意外事故實際發生概率降低，進一步提升汽車在行駛時的安全性。當前汽車中使用LED燈主要受到電路板成本以及配套驅動器件的影響。雖然和燈泡照明相比優勢明顯，但是由于其成本要更高，因此中國市場當中經濟型車輛運用的車燈仍然一白熾燈為主。而高位剎車燈以及運營車輛開始使用紅光LED將白熾燈替代，在LED應用過程中，逐漸向高位剎車燈以及汽車尾燈市場方向進行滲透。隨著二極管在汽車中的廣泛使用，將形成龐大LED燈市場，相應驅動芯片整體市場需求也會比較大。LED燈主銷類型分為兩種，即白光LED與紅光LED，在研究過程中，可以較少耗電量的白光LED作為重點，盡量將制造成本減少，使用LED燈將白熾燈取代。

四、汽車電源系統的未來發展

綠色環保汽車為社會在不斷發展中所需的車型，因此汽車電源系統也需注重節能、綠色的實現。就電動汽車來講，工作時主要依賴電源，蓄電池電壓能夠達到幾百伏，電壓在超出人體安全電壓情況，可能會出現人員傷亡。并且部分汽車繼電器以及電路所承受電壓會高很多，進而增加元件發生故障的概率，因此電路中需增加絕緣性較強的元件以及連接器，汽車電源系統在今后發展中應注重在這些方面的突破。

在汽車信息娛樂、高級駕駛輔助系統，以及儀表組當中電子元件不斷增加的情況下，將EMI降低十分必要，主要體現在這幾方面：首先，低電磁干擾。減少對于其它系統組件產生的干擾，將鑒定流程和電源設計簡化。其次，高功率密度。提高功率密度情況下將系統成本降低，促進系統功能更多實現再次，低靜態電流和噪聲高精度。盡量將電池壽命以及存儲時間延長，促進更多功能的實現，使系統成本降低到。同時運用轉移噪聲或者是降低噪聲方式將電源鏈簡化，增強高精密模擬在應用時的可靠性。最后，高壓在應用時需保證安全性以及可靠性。

結束語：

總之，汽車系統設計中汽車管理屬于重要環節，當前人們對于汽車不僅要求其安全智能，也要求其具有較長使用壽命，確保汽車在出行時的可靠性，安全性。因此汽車產業在發展過程中，減少制造成本過程中，也應注重汽車電源系統在功能性上的提升，爭取獲得更高經濟效益。

參考文獻

[1] 專祥濤，崔婷婷. 電動汽車復合電源系統能量管理研究[J]. 電源技術，2020，44（4）：549-552，606.