電子能源管理系統:電池管理與發(fā)電機控制

　　隨著(zhù)汽車(chē)技術(shù)的發(fā)展，車(chē)載電子設施及娛樂(lè )設施越來(lái)越多。一方面這些電子系統增加了車(chē)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(zhù)越來(lái)越短缺的形勢；另一方面也使得由于電子系統潰電導致的汽車(chē)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(chē)數量還在不斷增加，而排放污染也成為全世界最為關(guān)注的問(wèn)題之一。目前歐洲已經(jīng)出臺關(guān)于限制CO2排放的法規，根據法規規定，從2012年到2015年，汽車(chē)的CO2排放量必須從現在的160g/km減少到 120～　125g/km。預計到2020年，汽車(chē)的CO2排放量將不超過(guò)95g/km。這項法規使得汽車(chē)制造商在將來(lái)的汽車(chē)設計時(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排量和節約能量的解決方案。

　　博世汽車(chē)電子事業(yè)部一直致力于電子能源管理系統的研發(fā)及匹配，博世電子能源管理系統由電池傳感器、可控的交流發(fā)電機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)探測及充放電優(yōu)化

　　采用電子能源管理系統，通過(guò)集成在電池傳感器中的電池狀態(tài)監測算法能夠適時(shí)監測電池狀態(tài)。相應地還可以在主控單元的控制系統中設置電池及傳感器工作策略，設置電池的工作區間，根據當前電池充電狀態(tài)、電池溫度及車(chē)輛行駛狀況，可采用相應的策略控制發(fā)電機。及時(shí)對電池進(jìn)行充電。在此過(guò)程中，整車(chē)能源供應處于完全閉環(huán)控制狀態(tài)，從而保證了整車(chē)的能源供應，優(yōu)化了整車(chē)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(chē)輛不能再次啟動(dòng)問(wèn)題。

　　發(fā)電機工作電壓動(dòng)態(tài)控制

　　同時(shí)，電子能源管理系統還能夠利用可控交流發(fā)電機來(lái)動(dòng)態(tài)改變發(fā)電機的工作電壓設定，來(lái)優(yōu)化發(fā)動(dòng)機扭矩分布及整車(chē)能源管理。

　　傳統的發(fā)電機控制不能利用多余的機械能，工作電壓也不可控。當汽車(chē)在加速運行過(guò)程中，需要較高扭矩時(shí)，傳統的發(fā)電機仍會(huì )消耗較大的發(fā)動(dòng)機扭矩，而電子能源管理系統可以通過(guò)動(dòng)態(tài)控制發(fā)電機工作電壓來(lái)調整發(fā)電機的扭矩需求，優(yōu)化汽車(chē)運行過(guò)程中的扭矩需求。當汽車(chē)處于加速狀態(tài)時(shí)，系統降低發(fā)電機的工作電壓，從而降低發(fā)電機扭矩的扭矩需求，以此來(lái)保證有更多的能量提供給汽車(chē)加速。相反的，當汽車(chē)處于減速行駛狀態(tài)時(shí)，可以提高發(fā)電機電壓，這樣系統就可以利用減速時(shí)多余的機械能來(lái)進(jìn)行電池充電。

　　在正常的電池充放電的情況下，如果傳感器探測到電池處于欠充電狀態(tài)時(shí)，主控單元會(huì )相應調高發(fā)電機工作電壓，提高發(fā)電機的充電效率，進(jìn)行快速充電。當電池電量處于飽和狀態(tài)時(shí)，則相應調低發(fā)電機電壓，使發(fā)電機處于空轉狀態(tài)，以避免對電池進(jìn)行不必要的過(guò)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，保證電池工作處于良性區間，延長(cháng)電池壽命。

　　結束語(yǔ)

　　綜上所述，電子能源管理系統在一定程度上，提高了車(chē)輛的啟動(dòng)性能，保證了車(chē)內電源的可靠供應，提高了電子系統的可靠性，降低了燃料消耗和降低CO2排放，正越來(lái)越多地應用于新車(chē)的研發(fā)。目前博世公司仍在繼續對電子能源管理系統進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化和新的研究。