汽車智能啟停系統(tǒng)技術(shù)探討

劉廣博（天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué),天津　300222）

汽車智能啟停系統(tǒng)技術(shù)探討

劉廣博
（天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué),天津300222）

摘要：環(huán)境問題是當(dāng)前社會(huì)發(fā)展中最為突出的問題之一，環(huán)保理念深入人心，在這樣的背景下，每個(gè)國家都制定了嚴(yán)厲的汽車尾氣排放與油耗標(biāo)準(zhǔn)，汽車智能啟停技術(shù)對于減少汽車尾氣和降低油耗有著明顯的效果。本文首先介紹首先介紹技術(shù)的汽車智能啟停系統(tǒng)技術(shù)概念及其優(yōu)點(diǎn)，然后分析啟停系統(tǒng)技術(shù)的現(xiàn)狀，最后探討汽車智能啟停系統(tǒng)技術(shù)的核心內(nèi)容，并提出了自己的見解，希望能夠?yàn)榄h(huán)境保護(hù)發(fā)揮更好的技術(shù)功能。關(guān)鍵詞：智能；汽車啟停系統(tǒng)技術(shù)；探討

0　前言

直至2014年，我國民眾所持有的汽車數(shù)量已高達(dá)1.4億輛，汽車數(shù)量的增加在一定程度上造成了一些城市道路擁堵和對空氣造成比較厲害的污染，原本因?yàn)槠嚁?shù)量的增多造成了城市交通堵塞，再加上汽車的低速慢行，汽車內(nèi)燃油不充分，產(chǎn)生更多尾氣，造成更加嚴(yán)重的空氣污染。而汽車智能啟停系統(tǒng)的出現(xiàn)能夠在很大程度上解決這些問題，如果在行車過程中行車速度低于3米/秒和滿足一定條件的話，發(fā)動(dòng)機(jī)就會(huì)在系統(tǒng)的命令下自動(dòng)關(guān)閉，并且如果當(dāng)駕駛員想啟動(dòng)汽車時(shí)，汽車能夠快速啟動(dòng)。

1　智能起停技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

本文對汽車的智能啟停系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)的研究，而且詳細(xì)地分析了該系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，論述了該系統(tǒng)的控制邏輯，并對某品牌汽車進(jìn)行了樣車改制及整車NEDC循環(huán)實(shí)驗(yàn)。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果中可以看出，此智能啟停系統(tǒng)使得汽車耗油量比原來少4.20%。汽車在等待紅燈或者堵車等等情況下該系統(tǒng)能夠使發(fā)動(dòng)機(jī)暫停工作，一旦汽車駕駛員想驅(qū)動(dòng)汽車，該系統(tǒng)就會(huì)立刻啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。在城市工況時(shí)啟停系統(tǒng)能夠?qū)τ秃臏p小起到一定的幫助，也會(huì)降低汽車有害氣體的排放。啟停系統(tǒng)重混合和純電動(dòng)技術(shù)方面具備顯著的長處，具有技術(shù)改進(jìn)幅度小、油耗降低快、成本下降等等明顯的優(yōu)勢，估計(jì)在2015～2016年面向市場的新車型很多都將智能啟停系統(tǒng)安裝在汽車上。該系統(tǒng)的完成方式主要有BSG（皮帶傳動(dòng)啟動(dòng)／發(fā)電一體化電機(jī)）和智能啟停技術(shù)兩種。

2　智能起停技術(shù)的現(xiàn)狀

與重混合和純電動(dòng)技術(shù)相比，啟停系統(tǒng)具有明顯的非常明顯的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)。隨著目前學(xué)者們逐漸深入研究還是發(fā)現(xiàn)了智能起停技術(shù)的一些不足之處。這些不足之去主要體現(xiàn)在三個(gè)方面。一方面裝備啟停系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)非常的頻繁，這就對起動(dòng)機(jī)的使用壽命的設(shè)計(jì)要求變得更高。智能啟停系統(tǒng)要求起動(dòng)機(jī)耐久壽命達(dá)到非啟停車輛的21萬次以上，這就需要優(yōu)化啟停系統(tǒng)所采用的材料和結(jié)構(gòu)，需要由滾針軸承作為驅(qū)動(dòng)齒輪的支承，同事還需要由高壽命材料來制作動(dòng)鐵心和電刷，整車系統(tǒng)的電壓將會(huì)因起動(dòng)機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生大約600A的電流被瞬間拉低，從而使得發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)的頻繁化增加整車電壓過低帶來的EMS/TCU重啟的風(fēng)險(xiǎn)得以產(chǎn)生。第二方面由于啟停發(fā)動(dòng)機(jī)頻繁啟動(dòng)而造成普通富液式鉛酸蓄電池已經(jīng)不再適用，于是對于車載電池也提出了更高要求。第三方面，由于智能啟停系統(tǒng)在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行一停止一啟動(dòng)過程中，會(huì)對駕乘舒適度有所影響，如何實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)車輛系統(tǒng)零件的通用性與智能啟停系統(tǒng)車輛也需要做出進(jìn)一步研究與實(shí)驗(yàn)。

3　汽車智能啟停系統(tǒng)技術(shù)

3.1智能啟停系統(tǒng)技術(shù)的構(gòu)成

智能啟停技術(shù)的核心控制由EMS完成。對于整車啟停的控制由EMS集中處理，為了對發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)和啟動(dòng)的舒適性和安全性進(jìn)行保證，需要EMS將整車傳感器和相關(guān)電器模塊發(fā)出的狀態(tài)信號(hào)作為依據(jù)來實(shí)現(xiàn)對發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)／停機(jī)的的控制。

3.2增強(qiáng)型啟動(dòng)機(jī)系統(tǒng)

在設(shè)計(jì)啟停系統(tǒng)的過程中，加入整車增加DC-DC模塊或者運(yùn)用啟動(dòng)機(jī)集成ICR可以對整車的供電情況進(jìn)行穩(wěn)定，對于ICR繼電器峰值電流的降低可以通過限流來幫助，從而使啟動(dòng)啟動(dòng)機(jī)時(shí)的電壓有所降低，從而降低負(fù)載端電壓降，穩(wěn)壓在9.0～13.0V，工作電路如圖2所示。DC-DC模塊通過主動(dòng)穩(wěn)壓的方式，穩(wěn)壓范圍在11.4～12.4V，所以因啟動(dòng)過程電壓的降低使得儀表、背光燈、導(dǎo)航等元件的亮度變化在測試過程中可以得到明顯改善。

啟停發(fā)動(dòng)機(jī)在從停機(jī)。啟動(dòng)過程中出現(xiàn)的時(shí)間延遲過長將直接對啟動(dòng)的舒適性產(chǎn)生影響，可以分析發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)時(shí)間。

3.3閥控式AGM蓄電池

酸液分層問題可以用鉛鈣合金板柵和，提高了鉛膏的粘附性無紡玻璃纖維氈隔板來解決，這樣就會(huì)改善蓄電池的使用壽命，對于當(dāng)前智能啟停系統(tǒng)的技術(shù)非常的合適。由槽蓋、安全閥、極板、隔板組成閥控式AGM鉛酸蓄電池，典型的閥控式AGM鉛酸蓄電池由正極板、負(fù)極板、正極板柵、負(fù)極板柵、極群、槽蓋、極板、隔板等構(gòu)成。相比于普通富液式鉛酸蓄電池，AGM鉛酸蓄電池在結(jié)構(gòu)工藝和材料方面有所優(yōu)化，尤其是在槽蓋結(jié)構(gòu)、極板、板柵結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改動(dòng)。經(jīng)脈沖放電測試，AGM蓄電池脈沖放電壽命可達(dá)到1100h。

3.4啟停系統(tǒng)怠速停機(jī)／啟動(dòng)邏輯

啟停系統(tǒng)控制邏輯主要是通過對整車安全狀態(tài)、空調(diào)請求、傳動(dòng)鏈狀態(tài)、蓄電池電量、制動(dòng)真空、行駛工況度是否怠速停機(jī)和啟動(dòng)進(jìn)行判斷。對于開啟功能和啟停功能，EMS當(dāng)檢測到車輛處于怠速狀態(tài)，就會(huì)判斷整車狀態(tài)，當(dāng)4門和制動(dòng)真空度高于設(shè)定值、發(fā)動(dòng)機(jī)罩關(guān)閉、電池電量高于50%時(shí)、空調(diào)請求和車內(nèi)溫度均滿足條件、發(fā)動(dòng)機(jī)水溫在范圍內(nèi)、啟動(dòng)機(jī)熱狀態(tài)滿足范圍值內(nèi)、坡度小于2度時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)就會(huì)自動(dòng)停機(jī)進(jìn)行執(zhí)行。在停機(jī)的過程中，若駕駛員踩下離合踏板或者整車狀態(tài)不滿足出現(xiàn)的其中一個(gè)條件的時(shí)候，自動(dòng)啟動(dòng)就會(huì)出現(xiàn)。

4　結(jié)論

因智能啟停系統(tǒng)加入到傳統(tǒng)車型之中，需要升級該車型的技術(shù)，因此需要綜合分析和研究智能啟停系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)、工作原理和控制策略，通過研究NEDC循環(huán)試驗(yàn)和樣車試制，從而對技術(shù)改造的可行性、智能啟停系統(tǒng)較小的排放影響和具有良好的節(jié)油效果進(jìn)行了驗(yàn)證，不僅推動(dòng)了智能啟停系統(tǒng)的批量工業(yè)化的發(fā)展，而且也對于節(jié)能減排意義重大。

參考文獻(xiàn)：

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