车载智能化电源管理系统的研究

发表时间:2018/5/9   来源:《电力设备》2017年第36期   作者:毛惠 李军
[导读] 摘要:伴随汽车工业现代化水平的提高,车载设备的数量与信息化水平都在不断提高,这就是车载设备消耗功率有了很大的提高,这就给车载电源的供电能力提出了更高的要求。
        (北京中天高科特种车辆有限公司  天津  301700)
        摘要:伴随汽车工业现代化水平的提高,车载设备的数量与信息化水平都在不断提高,这就是车载设备消耗功率有了很大的提高,这就给车载电源的供电能力提出了更高的要求。因此,为了保证车辆的安全稳定运行,就需要提高车载电源的供电稳定性,这要求设计人员一方面能够继续提高车载电源的电源容量水平,另一方面也需要通过设计安全可靠的智能化电源管理系统来协调车载电源复杂的供电工作。接下来,本文将从车载智能化电源管理系统的设计原理以及系统组成等方面入手,旨在为我国汽车工业的发展提供一点建议。
        关键词:智能化电源管理系统 信息交互 应用
        一、智能化电源管理系统概述
        伴随汽车工业的发展,汽车的设计理念经历了不断更新与完善,当前对于汽车的各功能设计来说,行业上已经达成共识,要以安全性为第一要点,行驶性为第二要点的同时,需要注重设计中的人性化。因此,作为汽车系统重要组成部分的智能化电源管理系统而言,需要达到以下功能目标。(1)电源系统的保护功能,实现对于整车电源的有效保护,当出现短路、过电流故障时,能够及时切断车载电源回路,从而保护系统。(2)实现对于车载电池荷电状况的SOC检查,完成电量状况的实时监控,及时通知用户进行充放电,从而保证电源稳定性。(3)完成对于汽车静态状态下电流控制,保证汽车能够在长时间停放后保证启动的最低电量要求,从而延长汽车必要情况下的停放实践。(4)与汽车其他组成部分实现信息交互,从而帮助用户更好的了解汽车整体状况。(5)实现对于车载电源故障问题的智能化诊,为汽车故障维修提供信息。
        二、智能化电源管理模块的功能要求
        为保证车载智能化电源管理系统能够正常发挥功能,需要按照实际的功能需要划分电源管理系统的电源管理模块,具体来说主要有以下六个划分模块。(1)电池健康度估算模块(SOC),主要是根据车载电源系统中电池的运行电压、电流、电池温度以及运行时间等基本参数来进行合理计算SOC的值;(2)通过监控元件实现车载电池运行状况的实时监控,监控内容主要有电池的充放电过程、电池运行的温度、电池运行的安全状态等;(3)实现对于电池常见故障的智能诊断,并在必要情况下及时切断电流,实现有效的安全保护与失效控制;(4)智能化电源管理系统的自检与诊断功能,对于系统自身状况的检验,记录各种故障信息,为检修提供方便;(5)通过自动化控制功能,实现电源系统内电池的充放电均衡功能;(6)实现与汽车内其他控制系统的信息交互。
        三、智能化电源管理系统的应用
        3.1过电流、短路的保护功能
        车载智能化电源管理系统的过电流保护原理如下。电源管理系统针对电源系统内各个需要进行电流检测的关键位置进行正常工作电流的估算与实际测量,从而收集得到电流值I初,为根据过载电流主要是指长时间通电回路,过载电流设定过电流倍数 K,那么在实际情况的电源系统工作中,电源管理系统对电源通道的电流状况进行采集得到了实际电流I实,当I实大于I初时,那么智能化电源管理系统就会判断电源出现过载电流,从而控制电源系统内部的继电器断开电流。


        而针对电源内部的短路保护功能,在设计上则比较简单,与传统电源管理系统相似,同样都是通过保险丝的应用就可以完成短路保护,当电源系统回路中出现短路故障时,保险丝会第一时间熔断,从而起到保护系统的作用。但是相比之下,智能化电源管理系统一般采用的是自恢复式的保险丝,这一类型的保险丝在过热会熔断,而当系统逐渐稳定下来时都能够实现逐渐的自我恢复,因此智能化电源管理系统能够避免短暂大电流而造成的保险丝误判问题。
        3.2蓄电池的合理充电
        在车载智能化电源管理系统的应用中,对于蓄电池的合理充电也是十分重要的一个功能。电源管理系统通过电池健康度的估算以及实时监控电池状态得到的相关数据来判断电池是否需要充电。当电池电压较低时,电源管理系统会与发动机控制模块进行信息交互,从而提高发动机转速以增加发电量;而在蓄电池电压过低时,电源管理系统就会适当关闭使用等级较低的车载仪器,从而保证蓄电池的快速充电。
        3.3蓄电池的合理放电
        在实际情况中,当车辆处于停放状态时,车上所有仪器的运转能源都来自蓄电池的储备电能,因此蓄电池在供电的同时需要为用户下次启动车辆留足电量。电源管理系统会预先根据汽车的实际参数设定启动电压U启,而需要关闭车辆使用等级1的蓄电池电压为U1,需要关闭车辆使用等级2的蓄电池电压为U2,需要关闭车辆使用等级3的蓄电池电压为U3。因此,车辆在长时间停放时,当蓄电池电压下降至U1时就会关闭所有使用等级1的仪器,当下降至U2时,就会关闭使用等级2的仪器,以此类推。其目的就是为了能够保存最基本的汽车启动电量。为达到合理放电,需要实现电源管理系统与汽车其他仪器之间的有效连接。
        3.4电源管理系统的诊断功能
        电源管理系统的另一个智能化体现就在于电源管理系统的智能化诊断系统。电源管理系统能够通过对蓄电池充放电次数、电池剩余电量等基本状况进行实时的数据收集,对于各种常见的故障信息过管理模块进行存储,当维修人员对这些数据采集时,能够及时读取电源管理模块本身的信息参数来帮助对其的维护工作,同时这些信息对于监控蓄电池的维护工作起到重要的支持工作。
        四、总结
        伴随汽车各种车载仪器信息化水平的不断提高,汽车在使用过程中对于科学合理电源管理的需求越来越大,为此需要我们重视起车载智能化电源管理系统的研究。本文根据实际情况中汽车电源控制的各种功能需求,阐述了智能化电源管理系统在合理控制电源系统中的应用。通过以上内容分析我们得知,智能化电源管理系统能够实现有效的整车电平衡智能化控制,对蓄电池充放电状况进行实时监控与调整,从而有效延长电池寿命,合理控制电源的使用,保证汽车整体系统的安全稳定运行,满足用户的电源管理需要。
        参考文献:
        [1]孟云侠.基于物联网的通信基站电源管理系统的研究[J].电源技术,2017(10)
        [2]陈瑞宝,韦涛,刘巍.明珠FPSO电力系统稳定性分析及PMS电源管理系统优化改造[J].资源节约与环保,2017(09)
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