[汽車電子金典]現(xiàn)代汽車中的電子技術摘要:本文簡要介紹了我國汽車進展的現(xiàn)狀及規(guī)劃，爭論了現(xiàn)代汽車中電子技術的進展趨勢以及電力電子技術在現(xiàn)代汽車中的重要作用。介紹了汽車中的ECU，ABSTCU的根本原理、構造。最終介紹了當今汽車的重要進展方向——混合動力汽車。隨著我國參加世貿組織，汽車工業(yè)既面臨機遇又面臨挑戰(zhàn)，但總體而言機遇大于挑戰(zhàn)。在本世紀下：2022年 200萬輛〔占全球產量3.3%〕2022年 300萬輛〔占全球產量5%〕2022年 600萬輛〔占全球產量10%〕2022年 1000萬輛汽車工業(yè)的進展在帶動鋼鐵工業(yè)進展的同時必將帶動電子工業(yè)進展，特別是在現(xiàn)代汽車中電子/〔VDI〕的分析和推測，電子/電器占汽車60年月起逐年增長。8012%左右。主要是電子掌握燃油噴射，電子發(fā)動機掌握和電子變速器掌握等。到了9025%，其中主要是柴油噴射、導航裝置等電子系統(tǒng)。隨后，集成式汽車電子裝備占汽車制造總本錢的份額始終保持穩(wěn)定增202230%。12為現(xiàn)代汽車中電氣及驅動系統(tǒng)。汽車中最早的電器是電燈和發(fā)電機，1967年汽油電子噴射的消滅，1979年發(fā)動機數字式電子裝置的消滅以及隨后幾年中很多其它電子裝置的相繼開發(fā)，諸如爆震轉速調整、冷起動性能的改善、特性曲線控制等都是電子技術的應用成果。1986年人們最終承受了電子發(fā)動機掌握和自動變速器掌握，這CAN總線連接在一起相互交換數據，這種相互連接帶來的好處是傳感器信號可以供很多掌握器同時使用，且全部掌握器享有一樣的信息。另一方面，通過此種連接可以在整個系統(tǒng)內開發(fā)更增大，特別是電磁離合器、電磁制動器等的使用給電能調整帶來了肯定難度，這就需要高效率的發(fā)電機和高效率的電力電子變換器。圖1 傳統(tǒng)汽車電氣及驅動系統(tǒng)圖2 現(xiàn)代汽車電氣及驅動系統(tǒng)來說，關鍵是要通過技術創(chuàng)將其進展的目標與用戶的高要求全都起來，例如，BMW公司就較。汽車的自動化程度越高，汽車中的電力電子驅動和變換單元就越多，其掌握單元就越簡單。ECU，TCUABS等。除此之外具有廣泛進展前景的混合動力汽車也與電力電子親熱相關。汽車上的電子掌握單元ECUECU〔Electronic Control Unit〕由微機和外圍電路組成。而微機就是在一塊芯片上集成了微處理器〔CPU〕，存儲器和輸入／輸出接口的單元。ECUCPU。ECU將輸入信號轉化為數字形式，依據存儲的參考數據進展比照加工，計算出輸出值，輸出信號ECU實際上是一個“電子掌握單元”，它是由輸入電路、微機和功率驅動電路等三局部組成。ECU輸入電路的信號既有模擬信號也有數字信號，輸入電路中的模進展運算處理，并將處理數據送至輸出電路。輸出電路將數字信息的功率放大，有些還要復原為模擬信號，使其驅動被控的調整伺服元件工作。變速箱掌握單元TCU現(xiàn)在很多轎車的自動變速器是電子掌握的，自動變速器主要由無級變速器和變速箱掌握器TCU(ElectronicControlUnit)依據傳感器輸入信號和開關信號，對電磁閥離合器和掌握變比的電機進展掌握，到達自動變速的目的。TCU后經過計算或查表然后輸出掌握信號，掌握電磁離合器的電流，電磁離合器的電流取決于汽車的運行狀態(tài)。TCU依據汽車行駛狀態(tài)來操縱電磁離合器通電電流的大小或關閉。汽車速度比較慢或停頓時，TCU不啟動電磁離合器，當汽車速度到達肯定值時，TCU啟動電磁離合器。入信號參數掌握變速箱變比調整電動機正轉或反轉及加速或減速。從而到達汽車的最正確運行狀態(tài)。ABS汽車制動防抱死系統(tǒng)簡稱ABS(Antilock Braking System 或Anti-skid Braking System)，是指在制動過程中，可自動調整制動力大小，防止車輪抱死，以獲得最正確制動性能包括最正確方向穩(wěn)定性、正常轉向力量和最小制動距離的裝置。它是汽車制動系統(tǒng)的組成局部。在汽車上裝用ABS可有效地削減交通事故，提高行車安全性。在20世紀韌，ABS就已被裝在火車上，用來防止制動時車輪抱死造成局部摩擦，使車輪和鋼軌早期損壞。50年月，ABS又被應用于波吉飛機上，用來防止飛機著陸后制動跑偏或前栽，并可縮短制動距離”在汽車上使用ABS技術始于60年月。1965年，在倫敦汽車博覽會上消滅了第一輛裝有ABS的樣車，但這時還只是純機械式的防抱死裝置。1965年，F(xiàn)ord公司與KelseyHayes公司合作研制成名為“SM—Track”的單通道后輪ABS，并裝在1969年的Thunderbird車型上；Chrysler公司與Bendix公司合作研制成3通道4輪ABS—“Sure—Brake”，裝在1971年的Imperical車型上。他們承受的是當時最的模擬電子技術，但都是分立元件，體積大，本錢高，故障多，牢靠性差。目前ABS技術和工藝都格外成熟，已廣泛應用于轎車和重型汽車中。我關于ABS的爭論開頭于80年月初．現(xiàn)剛剛進入產品試制和裝車試驗階段。國內研制ABS的單位主要有二汽公司、交通部重慶大路爭論所、重慶宏安A踢、陜西興平514廠、西安大路學院等單位和部門。二汽公司從80年月初就開頭爭論ABS．是較早爭論ABS的廠家之一，現(xiàn)爭論工作的主要目標是對國外的產品進展消化吸取。重慶大路爭論所相繼開發(fā)出了兩代ABS產品，第一代ABS的ECU承受了z80芯片。其次代ABS產品為FKx—ACl型．該裝置的ECU中的CPU微處理器承受了美國1NTEL公司的MCS—96系列8098單片機。驅動電路主要承受功率MOSFET。據美國統(tǒng)計，約有40%ABS系統(tǒng)可以在制動過程中自動調整車輪制動力，防止車輪抱死以取得最正確制動效果?；旌蟿恿ζ嚻囘M展的100年，是人類文明和經濟進展迅猛的100年。如今，全世界汽車的保有量到達了6．7億多輛，汽車已與人們的日常生活和生產密不行分。然而，眾多燃油汽車排放所造成空氣的緊迫任務。人們越來越關注其它燃料的汽車和電動汽車的開發(fā)。使用電動汽車(ElectricVehicleEV)可實現(xiàn)無污染，并可利用煤碳、水力等其它非石油資源，因此，無疑是解決問題的最有效途徑。但是，由于電動汽車的關鍵部件之一的電池其能量密度、壽命、價格等方面的問題，的性能與內燃機汽車可不相上下，但過高的本錢使其難以商品化。在這種環(huán)境下，融合內燃機汽車和電動汽車優(yōu)點的混合動力電動汽車(HybridElectricVehicle，簡稱HEV)異軍突起，在世——電池沒有根本性突破以前，使用混合動力電動汽車是解決排污和能源問題最具現(xiàn)實意義的途徑之一?；旌蟿恿﹄妱悠?HEV)是在一輛汽車上同時配備電力驅動系統(tǒng)和關心動力單元(AuxiliaryPowerUnit，簡稱APU)，其中APU是燃燒某種燃料的原動機或由原動機驅動的發(fā)電機組，APU由(如汽車減速滑行、低速行駛或短時停車等工況)，掌握器掌握發(fā)電機向電池充電；當發(fā)電機發(fā)出的功率低于電動機所需的功率時(如汽車起步、加速、高速行駛、爬坡等工況)，電池則向電動機供給額外的電能。目前HEV所承受的原動機一般為柴油機、汽油機或燃汽輪機。混合動力電動汽車將原動機、電動機、能量儲存裝置(蓄電池)組合在一起，它們之間的良好匹配和優(yōu)化掌握，可充分發(fā)揮內燃機汽車和電動汽車的優(yōu)點，避開各自的缺乏，是當今最具實際開發(fā)意義的低排放和低油耗汽車。目前世界各國爭論開發(fā)的混合動力電動汽車有不同的構造形式，依據其驅動系統(tǒng)的配置和組合方式不同，分為串聯(lián)式、并聯(lián)式和混聯(lián)式3種組合方式?；旌蟿恿﹄妱悠嚭碗娏﹄娮佑杏H熱的聯(lián)系，其電氣系統(tǒng)核心部件：電機--發(fā)電機/電動機/啟動機；電力電子驅動/整流，含傳感器及保護電路；直流電壓變換器；蓄242V3為其電路框圖。圖3 42V電氣系統(tǒng)組成442V電氣系統(tǒng)的電路組成199916屆國際電動車會議暨展覽會(EVS—16)力汽車進展的現(xiàn)狀?；旌夏茉窜囬_發(fā)各國都剛起步，其進展趨勢如下：串行混合能源車是主流進展方向，純電動車燃料電池車將隨之而來混合能源車開發(fā)將拉動一大批工業(yè)進展：材料(化工，合金，鋼鐵)，電子，通訊，電機，電池，機械加工,環(huán)保等42V以上,但低電壓將并存相當一段時間皮帶驅動集成起動機/發(fā)電機，曲軸驅動集成起動機/發(fā)電機將并行進展電機設計將與掌握方法開發(fā)同步進展混合