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關(guān)于汽車電源管理的新技術(shù)和發(fā)展趨勢分析論文
近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，我國的汽車產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)急速的發(fā)展態(tài)勢，目前我國的汽車保有量已占全世界排名前茅，我國也已成為了全球第三大汽車生產(chǎn)國，可見汽車產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為了我國經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)。電源系統(tǒng)是汽車電子中尤其關(guān)鍵的部分，該部分不僅影響了車主在駕駛過程中的舒適度，更重要的是直接的影響了駕駛安全，所以有必要對汽車的電源管理系統(tǒng)進(jìn)行分析，分析其主流技術(shù)和未來的發(fā)展趨勢，以有利于汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
一、高低電壓電路集成技術(shù)
從當(dāng)下汽車的構(gòu)成情況來看，凡是與汽車音頻及汽車顯示有所關(guān)聯(lián)的電路通常都必須加裝高電壓，而信號(hào)處理芯片在實(shí)際工作過程中卻需要加裝低電壓。所以為了滿足實(shí)際需求將高壓和低壓集成成為了汽車電源系統(tǒng)的重點(diǎn)，為了實(shí)現(xiàn)低電壓及高電壓的元件集成技術(shù)，安森美公司和飛思卡爾公司做出了巨大的貢獻(xiàn)。安森美公司把DMOS 及COMS 兩種工藝巧妙地結(jié)合起來，從而創(chuàng)造出了一種全新的集成技術(shù)，完美的解決了上述的問題，而飛思卡爾公司開發(fā)了SMARTMOS[1]技術(shù)也解決了高壓和低壓集成問題。
二、超低電流突發(fā)模式技術(shù)
在汽車的整套系統(tǒng)中，娛樂系統(tǒng)及防盜系統(tǒng)是兩種重要的系統(tǒng)。這兩種系統(tǒng)共同的地方在于它們的工作模式都為突發(fā)模式。突發(fā)模式下，汽車應(yīng)當(dāng)遵循以下幾個(gè)基本的原則：一是電源系統(tǒng)必須處在待機(jī)這種狀態(tài)下;二是電流必須保持為靜態(tài)電流;三是電路數(shù)值一定不能超過100uA，所以突發(fā)模式下的超低電流和靜態(tài)性成為了重點(diǎn)，對此凌特公司、美信公司和微芯科技公司做出了巨大的貢獻(xiàn)。凌特公司發(fā)明了一種降壓型開關(guān)穩(wěn)壓器[2]，這種穩(wěn)壓器中釋放的電流充分滿足靜態(tài)和超低兩種特性。美信公司發(fā)明了一種休眠電流，該電流也充分滿足靜態(tài)和超低兩種特性，成為了突發(fā)模式下的最適宜的電流。微芯科技公司也發(fā)明了一種技術(shù)，該技術(shù)的核心是：一方面讓電流滿足了靜態(tài)和超低兩種特性，另一方面讓汽車處在停車這種狀態(tài)時(shí)依然能讓電量耗費(fèi)最少。
三、高亮度LED燈技術(shù)
(一) 高亮度LED 在汽車中運(yùn)用
燈具是汽車中不可或缺的重要組成部分，對行車的安全起著關(guān)鍵的作用，其中的轉(zhuǎn)向燈、剎車燈和照明大燈是汽車燈體的主要構(gòu)件。以往，這幾種燈體主要運(yùn)用的是白熾燈[3]。自從高亮度LED在中國興起之后，白熾燈燈體開始受到一定的沖擊。這是因?yàn)楦吡炼萀ED有著它獨(dú)特的優(yōu)勢。首先，高亮度LED比以往的白熾燈具備了更長的使用壽命。其次，高亮度LED比以往的白熾燈具備了更快的響應(yīng)速度。再次，高亮度LED比以往的白熾燈具備了更高的能效。最后，高亮度LED比以往的白熾燈具備了更可靠的防震功能。除此以外，當(dāng)LED燈體發(fā)出閃爍信號(hào)的時(shí)候，周邊的司機(jī)能在很遠(yuǎn)的距離便看到信號(hào)，從而及時(shí)做出減速的反應(yīng)。這樣，安全事故出現(xiàn)的可能性就大大降低，汽車安全駕駛的目的也更易實(shí)現(xiàn)。
(二) 高亮度LED 在汽車市場中的運(yùn)用
就當(dāng)下中國的汽車市場來看，高亮度LED燈體并沒有完全覆蓋中國汽車市場。究其原因是：雖然高亮度LED具備如此多的優(yōu)勢，但它最大的劣勢在于價(jià)格昂貴，運(yùn)用這種燈體所要耗費(fèi)的成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于白熾燈，這是許多汽車用戶都不愿意承受的。LED又分為紅光和白光兩種，白光LED耗電量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于紅光LED，而紅光LED價(jià)格卻比白光LED價(jià)格低出許多。因此，紅光LED在中國汽車市場上開始慢慢興起。
(三) 高亮度LED 在汽車中運(yùn)用的技術(shù)研究實(shí)例
為了在汽車中實(shí)現(xiàn)LED燈體的運(yùn)用，安捷倫公司和歐司朗公司做出了巨大的貢獻(xiàn)。安捷倫公司針對汽車所推出的LED燈體有如下特征：一是產(chǎn)品表面封裝;二是產(chǎn)品材料為二級(jí)管;三是產(chǎn)品功率為中等功率。該公司的LED燈體主要用到了剎車燈及轉(zhuǎn)向燈中。歐司朗公司針對汽車所推出的LED燈體有如下特征：一是燈光為白光;二是壽命超長(5 萬小時(shí)以上);三是耗電量特別低。該公司的LED燈體也用到了剎車燈及轉(zhuǎn)向燈中。
四、汽車電源系統(tǒng)的發(fā)展趨勢
以往的汽車中的電源系統(tǒng)通常都是14v/12V，隨著車載用電設(shè)備的增多，14V/12v 已經(jīng)無法滿足車主的實(shí)際需求，加上采用42V電源能夠?qū)l(fā)動(dòng)機(jī)在械驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)和附件中分離出來由電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，減少發(fā)動(dòng)機(jī)自重的同時(shí)提高運(yùn)行效率，再加上目前城市交通日益擁堵，在低速情況下汽車排放的有害物質(zhì)是正常行駛速度下的幾十倍甚至上百倍，如果采用42V電源系統(tǒng)在低速時(shí)直接驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，將電動(dòng)機(jī)能源作為汽車動(dòng)力，以解決在怠速條件下帶來的諸多問題，所以目前很多車都開始嘗試使用42V電源系統(tǒng)，但是42V電源系統(tǒng)也有很多的問題，如電壓超過了人體安全電壓會(huì)導(dǎo)致人員傷亡，還有一些汽車的電路和繼電器承受的電壓也會(huì)高出很多，元件故障的幾率提高，并且一些電路還需要增加一些絕緣性更強(qiáng)的連接器和電路，這又使車自重增加等，所以在未來汽車的電源系統(tǒng)在技術(shù)層面主要針對這些問題進(jìn)行深入的研究，將在提高電源系統(tǒng)電壓的同時(shí)解決高電壓帶來的弊端。
五、結(jié)束語
綜上，本文首先論述了高低電壓集成于COMS 中的技術(shù)趨勢。其次，本文論述了突發(fā)模式下超低電流的技術(shù)趨勢。再次，本文論述了高亮度LED在汽車中運(yùn)用的技術(shù)趨勢。希望本文研究的種種成果可被業(yè)內(nèi)人員充分借鑒，在未來的電源管理中將這些新技術(shù)融入其中，進(jìn)一步提升汽車所擁有的性能，讓中國的汽車市場逐步走向成熟，也讓人們駕駛汽車變得更舒適和安全。
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