前语
咱们怎么才能使轿车驾驶室具有更多的功用,使发起机具有更大的功率,一起还能够契合各国政府对每加仑行进间隔的要求?只要选用新一代的低导通电阻功率MOSFET将轿车中传统的电力体系和液压体系改为电子体系,这些MOSFET不光能够进步轿车的舒适性和安全性,还能够进步燃油的行进间隔。
发起机不只仅要让轿车在路上行进,还要为整个轿车体系供应动力。现在人们对轿车的娱乐性、舒适性及安全性的要求越来越高。经过深入分析发现,关于一辆一般的 轿车,每加仑的汽油所发生的能量终究用在车轮行进上的不到15%,而大部分的能量都变成热量糟蹋掉。美国的法律规定,客车每加仑有必要均匀行进27.5英 里,而关于占新车销售量一半以上的轿车,如SUV、小型客车和轻型货车等,要求在2007年到达每加仑均匀行进22.2英里的新标准。
人们要求轿车制造商供应一种功率更高、功用更多的轿车,而它的本钱又要在群众能够承受的规模之内。为了做到这一点,许多体系都在进行很大的改善,例如,为提 高发起机的燃料焚烧功率,将液压体系改成电子体系(这样能够在许多方面削减发起机的动力耗费)。在削减动力糟蹋方面,简直每一个体系都受到重视。
电源体系与冷却电扇
在发电方面,在 轿车中发生直流电源的传统办法是运用沟通发电机,并在发电机的轴上装一个皮带轮,该电扇皮带是曲轴带动的。沟通发电机发生的沟通电经过二极管三相整流桥转 换成直流电。在额定电流下,二极管上一般约有1V的电压降。假如轿车用了1kW(大约70A)的功率,那么二极管耗费的功率大约是140W,按功率80% 核算,需求发起机多供应175W的功率来抵消掉二极管整流桥的影响,这些功率转变成热量散失掉。用MOSFET替代二极管后,功率损耗就会降低到2W以 下,节约下来的能量能够用来进步1%~3%的单位燃油行进间隔,也能够用来驱动其他体系。
发起机的冷却电扇能够由传统的发起机曲轴带动改为电子电扇,电子电扇只在必要的时分才作业,并且仅用一只MOSFET来操控,能够节约至少100W功率。
发起电机
试想,当滚动钥匙发起轿车时,发起电机就会带动发起机发起轿车。然后沟通发电机就会对电池进行充电,为整个电气体系供应电力。而在其他的时间里,发起电机不起任何效果,反而是一个担负。 发 动机和电机的根本规划是相同的,它们最主要的不同在于电能的流向不同。现在,发起电机是用直流电机,能够很简单地运用一个功率MOSFET逆变桥电路将直 流电源(例如电池)变成沟通电源,并用它驱动作为发起电机的沟通电机滚动。一旦发起机作业起来,还能够用功率MOSFET逆变桥电路的整流状况将沟通电转 换为直流电,为电气体系供电。一切的这些只要用一个沟通发电机发起器和一个功率MOSFET逆变桥电路就能够完成。在带动一个3kW的负载时,这个功率 MOSFET逆变桥的损耗不到10W。
动力转向体系
动力转向体系是体系改 造的一个很好的思路。传统的动力转向体系选用扩大的办法来削减滚动方向盘所需求的力气,这种办法是运用液压动力转向泵来到达意图的。选用具有固定扩大倍率 的动力转向体系存在一个很大的缺陷,假如把体系规划成削减轿车在停止时滚动方向盘所需求的力气,那么在高速行进时,方向盘就会显得松一些。一个惯例的体系 有一个液泵,它选用机械的办法连接到发起机上,在作业时,即便轿车走的是直线,它也要耗费能量。
运用彻底的电子动力转向(EPS)体系就能够去掉加在发起机上的固定负载。在电子转向体系中,电机直接装在齿轮齿条转向部件上,例如在小轿车中,直接装在转 向柱上。这些电机由RDS(ON)很小的功率MOSFET进行高功率的操控。这些体系从发起机吸收的功率比较小,但能供应更多的能量,燃料的功率也更高。 除了作业时的能耗更低外,这些体系比传统的液压动力转向体系价格更低。彻底的EPS体系比传统的体系质量更轻一些,这也有利于进步燃料的功率。
传动体系
在传动过程中,运用扭矩变 换器的传统主动变速箱与手艺传动比较,燃料耗费会添加5%~10%。现在,改为运用由先进的功率半导体技能来驱动电液体系,取消了扭矩变换器,也就削减了 能量损耗。可是,这样液泵和与液压体系相关的一切分量也都还在。在将离合器以及选用先进的沟道式功率MOSFET来操控的变速器固定到手动变速箱中时,自 动化的手动变速箱就会进步燃料运用率。这项技能开始是针对一级方程式赛车而研发的,这种轿车开起来就像是传统主动轿车,司机不需求换挡,使得燃料的耗费减 少了5%~10%。
制动体系
咱们现已评论过电液制动系 统,该体系现在现已选用由先进的功率半导体(如槽栅MOSFET)操控的电动机来替代原有的辅佐真空制动闸。但是,在定钳盘或刹车鼓上固定电气制动器的地 方是能够装上电气制动闸的。电气制动器能够进行安稳的操控,对每个车轮进行制动,纠正其任何旋转的趋势。咱们现在已有的ABS体系运用的是功率 MOSFET,假如轿车上的核算机检测到了轿车失控滑行,该体系就会宣布一个脉冲触发式制动闸动作。
定论
归纳考虑以上节能计划,轿车电子体系的运用不只能够明显进步轿车发起机的功率、削减油耗,并且还能够进步轿车的功能,进一步降低本钱。