電子能源管理系統(tǒng):電池管理與發(fā)電機(jī)控制

　　隨著汽車技術(shù)的發(fā)展，車載電子設(shè)施及娛樂設(shè)施越來越多。一方面這些電子系統(tǒng)增加了車用能量的壓力，一般情況下，在耗電1kW的情況下，每行駛100km需要消耗0.7～1.2L的汽油，而能源正面臨著越來越短缺的形勢(shì)；另一方面也使得由于電子系統(tǒng)潰電導(dǎo)致的汽車不能啟動(dòng)事例成為啟動(dòng)失敗的主要原因。

　　與此同時(shí)，汽車數(shù)量還在不斷增加，而排放污染也成為全世界最為關(guān)注的問題之一。目前歐洲已經(jīng)出臺(tái)關(guān)于限制CO2排放的法規(guī)，根據(jù)法規(guī)規(guī)定，從2012年到2015年，汽車的CO2排放量必須從現(xiàn)在的160g/km減少到 120～　125g/km。預(yù)計(jì)到2020年，汽車的CO2排放量將不超過95g/km。這項(xiàng)法規(guī)使得汽車制造商在將來的汽車設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮降低CO2排量，否則將面臨高額罰款。因此，目前我們急需尋求降低CO2排量和節(jié)約能量的解決方案。

　　博世汽車電子事業(yè)部一直致力于電子能源管理系統(tǒng)的研發(fā)及匹配，博世電子能源管理系統(tǒng)由電池傳感器、可控的交流發(fā)電機(jī)和集成電子能源管理軟件的主控單元等部件組成。

　　電池狀態(tài)探測(cè)及充放電優(yōu)化

　　采用電子能源管理系統(tǒng)，通過集成在電池傳感器中的電池狀態(tài)監(jiān)測(cè)算法能夠適時(shí)監(jiān)測(cè)電池狀態(tài)。相應(yīng)地還可以在主控單元的控制系統(tǒng)中設(shè)置電池及傳感器工作策略，設(shè)置電池的工作區(qū)間，根據(jù)當(dāng)前電池充電狀態(tài)、電池溫度及車輛行駛狀況，可采用相應(yīng)的策略控制發(fā)電機(jī)。及時(shí)對(duì)電池進(jìn)行充電。在此過程中，整車能源供應(yīng)處于完全閉環(huán)控制狀態(tài)，從而保證了整車的能源供應(yīng)，優(yōu)化了整車能源管理，保證了引擎再次啟動(dòng)所需的最小電流，避免了由于電池潰電所引起的車輛不能再次啟動(dòng)問題。

　　發(fā)電機(jī)工作電壓動(dòng)態(tài)控制

　　同時(shí)，電子能源管理系統(tǒng)還能夠利用可控交流發(fā)電機(jī)來動(dòng)態(tài)改變發(fā)電機(jī)的工作電壓設(shè)定，來優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩分布及整車能源管理。

　　傳統(tǒng)的發(fā)電機(jī)控制不能利用多余的機(jī)械能，工作電壓也不可控。當(dāng)汽車在加速運(yùn)行過程中，需要較高扭矩時(shí)，傳統(tǒng)的發(fā)電機(jī)仍會(huì)消耗較大的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩，而電子能源管理系統(tǒng)可以通過動(dòng)態(tài)控制發(fā)電機(jī)工作電壓來調(diào)整發(fā)電機(jī)的扭矩需求，優(yōu)化汽車運(yùn)行過程中的扭矩需求。當(dāng)汽車處于加速狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)降低發(fā)電機(jī)的工作電壓，從而降低發(fā)電機(jī)扭矩的扭矩需求，以此來保證有更多的能量提供給汽車加速。相反的，當(dāng)汽車處于減速行駛狀態(tài)時(shí)，可以提高發(fā)電機(jī)電壓，這樣系統(tǒng)就可以利用減速時(shí)多余的機(jī)械能來進(jìn)行電池充電。

　　在正常的電池充放電的情況下，如果傳感器探測(cè)到電池處于欠充電狀態(tài)時(shí)，主控單元會(huì)相應(yīng)調(diào)高發(fā)電機(jī)工作電壓，提高發(fā)電機(jī)的充電效率，進(jìn)行快速充電。當(dāng)電池電量處于飽和狀態(tài)時(shí)，則相應(yīng)調(diào)低發(fā)電機(jī)電壓，使發(fā)電機(jī)處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)，以避免對(duì)電池進(jìn)行不必要的過充電，從而減小所消耗的扭矩。這樣可以降低燃料消耗并保持充電狀態(tài)處于安全水平范圍內(nèi)，保證電池工作處于良性區(qū)間，延長電池壽命。

　　結(jié)束語

　　綜上所述，電子能源管理系統(tǒng)在一定程度上，提高了車輛的啟動(dòng)性能，保證了車內(nèi)電源的可靠供應(yīng)，提高了電子系統(tǒng)的可靠性，降低了燃料消耗和降低CO2排放，正越來越多地應(yīng)用于新車的研發(fā)。目前博世公司仍在繼續(xù)對(duì)電子能源管理系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化和新的研究。