汽车电源管理的新技术以及未来发展张杰

汽车电源管理的新技术以及未来发展张杰
发布时间：2022-04-10T11:25:57.107Z 来源：《探索科学》2022年1月上作者：张杰
[导读] 人们整体生活水平获得了明显提高背景下，汽车产业呈现出蓬勃发展态势。

江苏云意电气股份有限公司张杰江苏徐州 221116
摘要：人们整体生活水平获得了明显提高背景下，汽车产业呈现出蓬勃发展态势。

电源系统属于汽车重要组成，关系着汽车在行驶时安全性、舒适性，加强汽车电源管理，可以使人们对于汽车的多功能需求获得比较充分的满足，推动汽车产业获得更好发展。

关键词：汽车电源管理；新技术；未来发展
当前汽车中的电气装置逐渐增多，在汽车电源管理系统方面的要求也明显提高。

在汽车体系中，电源管理是重要组成，管理时比较复杂。

为使电源正常运行，应结合实际情况针对电源管理工作提出合理方案，保证汽车在使用时的整体性能[1]。

一、汽车电源管理的重要意义
首先，实现对短路、过电流的保护，即保护整车大电源，及时将蓄电池总电源切断，或者是将某个控制回路切断。

其次，针对蓄电池展开核电状态检测，使蓄电池不出现亏电情况，运用实时方式了解电池实际状态，做好对充电和放电时间的控制，保证蓄电池寿命[2]。

再次，控制静态电流，使汽车下次启动时蓄电池要求最低，保证车辆可以进行长途运输。

最后，有效诊断电源系统，做好对故障的记忆和分析，使汽车进行维修保养时获得信息参考。

二、汽车电源管理的主要内容
首先，蓄电池管理。

蓄电池管理的实施能够使电源管理获得蓄电池实时状态信息，并且对电信能信息做出预测，不仅可以使用电设备在功率方面的需求获得充分满足，也能使整车电气系统在经济性上获得明显提高[3]。

其次，整车静态电源管理。

发动机未进行运转时，能够在汽车停放过程中将整车电流消耗降低，点火开关在关断时，针对不同控制器进行电流供给作出控制。

结合针对蓄电池电量状态以及电压的监控，逐渐将某些用电器关闭，防止蓄电池出现过量放电的情况。

最后，动态电源管理。

汽车行驶过程中，整车动态电源管理的实施，可以使发电机形成的电流根据负载不同要求向不同用电器分配。

发电机如果输出电流超出整车负载实际消耗需求情况下，会对发电机产生输出电压进行调节，为蓄电池供电。

三、汽车电源管理的新技术
（一）高低电压电路集成
对于汽车电源来讲，一部分主要通过高电压工作，其中包括充电插口、汽车音频、汽车车灯等。

信号进行芯片处理时和汽车运行时主要通过低电压，因此对于高低压电路集成技术要求更高[4]。

当前多数汽车集成电路直接与蓄电池连接，一般来讲，使用的汽车电源为14V 或者是12V，但在车载用电设备不断增多情况下，已经难以满足车主需求。

同时信号处理性能强度需要不断增大，信号处理芯片时需通过亚微米级工艺，工作在低压环境中。

因此展开汽车电源管理时，需解决在CMOS工艺中将高电压元件与低电压元件集成的问题，对于低电压元件来讲，主要为微控制器、嵌入式闪存、数字逻辑电路多种，要想在运用亚微米CMOS工艺情况下将高电压器件开发出来，通过标准工艺将高电压晶体管设计出来为重要发展方向[5]。

在将低电压元件与高电压元件进行集成中，安森美公司以及飞思卡尔公司作出的贡献较大。

其中安森美将COMS工艺和DMOS工艺结合在了一起，创造了全新集成技术。

飞思卡尔则实现了对SMARTMOS技术开发，使高压集成和低压集成存在的问题获得了比较有效地解决。

（二）超低电流突发模式
汽车体系中，防盗系统和娱乐系统为两个比较重要的系统，两个系统的共同之处在于工作模式属于突发模式，在突发模式中，汽车需遵循这集合基本原则：首先，电源系统需处于待机状态中[6]。

其次，电流应保持静态电流状态。

最后电流数值应低于100uA，因此处于突发模式中，静态性以及超低电流为重点。

在相关技术发展中，美信公司、凌特公司以及微芯科技公司所做的贡献比较大。

就凌特公司来讲，发明了开关稳压器，属于降压型，稳压器在释放电流以后，可以使超低特性、静态特性获得充分满足。

就美信公司来讲，则发明了休眠电流，这种电流也能使超低以及静态两种特性获得充分满足，在突发模式下运用比较适宜。

就微芯科技公司来讲，发明的技术不仅能够使静态与超低特性获得满足，也能使汽车停车时保证电量整体耗费较少。

（三）高亮度LED灯
这种灯和白炽灯相比，优点在于响应速度较快，并且整体寿命长，能效性更高，抗震性更强。

高亮度LED灯可以作为转向灯或者是刹车灯，这样与车辆临近的司机可以在更长距离情况下做出反应，获得的时间更久，进而将意外事故实际发生概率降低，进一步提升汽车在行驶时的安全性。

当前汽车中使用LED灯主要受到电路板成本以及配套驱动器件的影响。

虽然和灯泡照明相比优势明显，但是由于其成本要更高，因此中国市场当中经济型车辆运用的车灯仍然一白炽灯为主。

而高位刹车灯以及运营车辆开始使用红光LED将白炽灯替代，在LED应用过程中，逐渐向高位刹车灯以及汽车尾灯市场方向进行渗透。

随着二极管在汽车中的广泛使用，将形成庞大LED灯市场，相应驱
动芯片整体市场需求也会比较大。

LED灯主销类型分为两种，即白光LED与红光LED，在研究过程中，可以较少耗电量的白光LED作为重点，尽量将制造成本减少，使用LED灯将白炽灯取代。

四、汽车电源系统的未来发展
绿色环保汽车为社会在不断发展中所需的车型，因此汽车电源系统也需注重节能、绿色的实现。

就电动汽车来讲，工作时主要依赖电源，蓄电池电压能够达到几百伏，电压在超出人体安全电压情况，可能会出现人员伤亡。

并且部分汽车继电器以及电路所承受电压会高很多，进而增加元件发生故障的概率，因此电路中需增加绝缘性较强的元件以及连接器，汽车电源系统在今后发展中应注重在这些方面的突破。

在汽车信息娱乐、高级驾驶辅助系统，以及仪表组当中电子元件不断增加的情况下，将EMI降低十分必要，主要体现在这几方面：首先，低电磁干扰。

减少对于其它系统组件产生的干扰，将鉴定流程和电源设计简化。

其次，高功率密度。

提高功率密度情况下将系统成本降低，促进系统功能更多实现再次，低静态电流和噪声高精度。

尽量将电池寿命以及存储时间延长，促进更多功能的实现，使系统成本降低到。

同时运用转移噪声或者是降低噪声方式将电源链简化，增强高精密模拟在应用时的可靠性。

最后，高压在应用时需保证安全性以及可靠性。

在此过程中，重点为减少EMI产生的影响。

EMI属于电磁能量，属于电压与开关电流不良产物，来自于多种物理现象，EMI的产生会对电路可靠性产生影响，汽车电源系统在未来发展中，应加强对EMI的研究。

结束语：
总之，汽车系统设计中汽车管理属于重要环节，当前人们对于汽车不仅要求其安全智能，也要求其具有较长使用寿命，确保汽车在出行时的可靠性，安全性。

因此汽车产业在发展过程中，减少制造成本过程中，也应注重汽车电源系统在功能性上的提升，争取获得更高经济效益。

参考文献：
[1] 专祥涛,崔婷婷. 电动汽车复合电源系统能量管理研究[J]. 电源技术,2020,44(4):549-552,606.
[2] 谭克诚,石李永杰. 浅析宝骏汽车车身控制模块BCM电源管理[J]. 内燃机与配件,2020(1):238-241.
[3] 赵英. 汽车组合仪表电源管理系统[J]. 百科论坛电子杂志,2020(21):4000.
[4] 卢娜,张南. 基于CY320E的电源管理系统在汽车电控中的应用[J]. 汽车制造业,2020(3):42-43.
[5] 朱波,杜如海,姚明尧,等. 基于相变材料的纯电动汽车电池热管理研究[J]. 电源技术,2020,44(11):1666-1670.
[6] 刘文涛. 电动汽车动力锂电池BMS管理系统综述[J]. 摩托车技术,2020(8):36-38.。