HFC6700客車電氣系統(tǒng)用電量分析及改進(jìn)

王開(kāi)鋒

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HFC6700客車電氣系統(tǒng)用電量分析及改進(jìn)

王開(kāi)鋒

（安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司，安徽 合肥 230022）

文章以HFC6700客車為例，利用電器負(fù)荷圖對(duì)整車用電量進(jìn)行了全面深入分析，找出了市場(chǎng)上蓄電池虧電及夏季空調(diào)不制冷兩種典型故障的根本原因，并通過(guò)改進(jìn)設(shè)計(jì)排除了故障。

客車；電器負(fù)荷圖；整體式交流發(fā)電機(jī)；蓄電池

引言

6700客車是市場(chǎng)上的成熟車型。該車型的品質(zhì)和性能一度得到市場(chǎng)和用戶的高度認(rèn)可。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們對(duì)車輛舒適性的要求明顯提高，現(xiàn)在已經(jīng)把冷暖空調(diào)、DVD影視系統(tǒng)及電動(dòng)外擺門等作為了標(biāo)準(zhǔn)配置。隨著電器設(shè)備的增多，該款車型陸續(xù)在市場(chǎng)上出現(xiàn)了蓄電池虧電、空調(diào)制冷效果差等問(wèn)題。本文針對(duì)市場(chǎng)上出現(xiàn)的問(wèn)題，對(duì)6700整車用電量進(jìn)行了全面深入分析，找出了問(wèn)題產(chǎn)生的根本原因并提出了改進(jìn)方法。

1 6700客車主配置及主要電器設(shè)備技術(shù)參數(shù)

1.1 整車主配置見(jiàn)下表1

表1 整車主要配置表

1.2 整車主要電器設(shè)備技術(shù)參數(shù)

a）底盤(整車)電氣系統(tǒng)電壓：12V，負(fù)極搭鐵；

b）底盤（整車）所配蓄電池容量及個(gè)數(shù)：120A·h，1個(gè)；

c）底盤（整車）所配整體式交流發(fā)電機(jī)規(guī)格：14V 120A；

d）啟動(dòng)機(jī)最大輸出功率：2.5kW；

e）前大燈消耗功率：55×2=110W；

f）暖風(fēng)系統(tǒng)消耗功率：330W；

g）空調(diào)系統(tǒng)消耗功率：1224W；

h）雨刮電機(jī)額定功率：150W；

i）收放機(jī)/TV、VCD額定功率：30W/150W；

j）頂燈額定功率：10×3=30W；

k）轉(zhuǎn)向燈額定功率：21×2+10=52W；

l）電磁風(fēng)扇離合器功率：24W；

m）電動(dòng)門功率：80W（瞬時(shí)最大電流10A）。

2 整車電氣系統(tǒng)用電量分析及改進(jìn)

2.1 汽車電器負(fù)荷圖

汽車電器系統(tǒng)負(fù)荷原理圖是整車用電量分析的主要方法，如附圖所示，汽車行駛時(shí)各主要用電設(shè)備的消耗功率（電流）于下列表2中。

表2 整車電器負(fù)荷

根據(jù)圖表2中的數(shù)據(jù)繪制出汽車在冬季白晝和夜間及夏季白晝和夜間行駛時(shí)的負(fù)荷圖，分別如圖1、圖2、圖3、圖4所示。為了估算電器系統(tǒng)的瞬間極限高峰負(fù)荷，圖中假設(shè)各種間歇用電負(fù)荷同時(shí)作用。實(shí)際這些間歇用電負(fù)荷是不會(huì)同時(shí)打開(kāi)，即使打開(kāi)工作時(shí)間也是很短暫的。因此負(fù)荷圖中極限用電高峰負(fù)荷圖是按照汽車可能出現(xiàn)的極限值設(shè)定的，也就是按照汽車供電系統(tǒng)在用電量最大的情況之下考慮的。

T1、T3、T6、T8是長(zhǎng)期用電負(fù)荷和連續(xù)使用獨(dú)立水暖、收放機(jī)。

T2 在T1的基礎(chǔ)上使用電喇叭

T4 在T3的基礎(chǔ)上使用雨刮、霧燈

T5 在T4的基礎(chǔ)上使用電喇叭及轉(zhuǎn)向

T7 在T6的基礎(chǔ)上超車及按電喇叭

T9 在T8的基礎(chǔ)上關(guān)閉獨(dú)立水暖

從圖1中可以看出汽車在冬天白晝行駛中，正常耗電為40A，最大耗電量為78A。

圖2 汽車在冬季夜間行駛時(shí)電氣系統(tǒng)負(fù)荷圖

T1、T3、T7 使用長(zhǎng)期用電負(fù)荷，并連續(xù)使用獨(dú)立水暖、收放機(jī)，并接通小燈及側(cè)邊燈。

T2 在T1的基礎(chǔ)上使用電喇叭

T4 、T9 在T3的基礎(chǔ)上接通前大燈

T5 在T4的基礎(chǔ)上使用雨刮及霧燈

T6 在T5的基礎(chǔ)上使用轉(zhuǎn)向燈及電喇叭

T8 在T7的基礎(chǔ)上超車及使用電喇叭

T10 在T9的基礎(chǔ)上關(guān)閉獨(dú)立水暖

T11 使用長(zhǎng)期負(fù)荷，接通前大燈及小燈

從圖2中可以看出汽車在冬季夜間行駛中，電氣系統(tǒng)正常耗電55A，最大耗電量為93A。

圖3 汽車在夏季白天行駛時(shí)電氣負(fù)荷圖

T1、T3、T6、T8、使用長(zhǎng)期用電負(fù)荷和連續(xù)使用空調(diào)、收放機(jī)。

T2 在T1的基礎(chǔ)上使用電喇叭

T4 在T3的基礎(chǔ)上使用雨刮及霧燈

T5 在T4的基礎(chǔ)上使用轉(zhuǎn)向及喇叭

T7 在T6的基礎(chǔ)上超車及按電喇叭

T9 在T8的基礎(chǔ)上關(guān)閉空調(diào)

從圖3中可以看出汽車在夏季白天行駛中，電氣系統(tǒng)正常耗電為106A，雨天行駛耗電132A，最大耗電144A。

圖4 汽車在夏季夜間行駛時(shí)電氣負(fù)荷圖

T1、T3、T7、使用長(zhǎng)期用電負(fù)荷和連續(xù)使用空調(diào)、收放機(jī)并接通前后小燈及側(cè)邊燈。

T2 在T1的基礎(chǔ)上使用電喇叭

T4 、T9 在T3的基礎(chǔ)上接通前大燈

T5 在T4的基礎(chǔ)上使用雨刮及霧燈

T6 在T5的基礎(chǔ)上使用轉(zhuǎn)向燈及喇叭

T8 在T7的基礎(chǔ)上超車及使用電喇叭

T10 在T9的基礎(chǔ)上關(guān)閉空調(diào)

T11 使用長(zhǎng)期負(fù)荷，接通前大燈及小燈

從圖4中可以看出汽車在夏季夜間行駛中，電氣系統(tǒng)正常耗電120A，雨夜行駛耗電145A，最大耗電156A。

電氣負(fù)荷圖是選擇發(fā)電機(jī)選擇的重要依據(jù)。根據(jù)以上分析得出：6700客車正常行駛所需的用電量應(yīng)該在150A左右，然而該車實(shí)際匹配的發(fā)電機(jī)為120A，顯然不能滿足夏季汽車行駛用電量的需求。當(dāng)發(fā)電機(jī)的發(fā)電量不夠時(shí)汽車就會(huì)從蓄電池取電，長(zhǎng)期行駛后就會(huì)出現(xiàn)蓄電池虧電。

2.2 改進(jìn)方案

根據(jù)電器負(fù)荷圖，以夏季雨夜長(zhǎng)期使用負(fù)荷145A為常用負(fù)荷，重新選擇北京佩特萊150A發(fā)電機(jī)。

按照北京佩特萊電器有限公司14V 150A發(fā)電機(jī)的性能曲線圖，見(jiàn)下圖5。

圖5 電機(jī)輸出特性曲線

得出發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速與電流關(guān)系如下表3：

表3 轉(zhuǎn)速電流關(guān)系

匹配 14V 150A發(fā)電機(jī)還有以下要求：

發(fā)電機(jī)額定工作轉(zhuǎn)速為n=6000r/min，最高工作轉(zhuǎn)速n=12000r/min，經(jīng)濟(jì)工作轉(zhuǎn)速n=6000～7000r/min。

根據(jù)底盤數(shù)據(jù)，算出發(fā)動(dòng)機(jī)在不同時(shí)速時(shí)的工作轉(zhuǎn)速如下：

（1）輪胎半徑 r=0.362

（2）主減速比I=4.875

（3）檔位與變速器傳動(dòng)比關(guān)系I1見(jiàn)下表4

表4

按照以上數(shù)據(jù)得出發(fā)動(dòng)機(jī)在不同檔位工作時(shí)的轉(zhuǎn)速：

1檔10km/h發(fā)動(dòng)機(jī)工作轉(zhuǎn)速為：

2檔20km/h發(fā)動(dòng)機(jī)工作轉(zhuǎn)速為：

3檔40km/h發(fā)動(dòng)機(jī)工作轉(zhuǎn)速為：

4檔60km/h發(fā)動(dòng)機(jī)工作轉(zhuǎn)速為：

5檔80km/h發(fā)動(dòng)機(jī)工作轉(zhuǎn)速為：

結(jié)合發(fā)電機(jī)曲線圖和所在檔位與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速關(guān)系，滿足發(fā)電機(jī)在不同檔位及時(shí)速下的經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)速得出，發(fā)動(dòng)機(jī)與發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速比為1：2.67，按此比得出發(fā)電機(jī)在以上不同檔位及時(shí)速下發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速為：

1檔10km/h發(fā)電機(jī)工作轉(zhuǎn)速為：

2214r/min×2.67=5911r/min

2檔20km/h發(fā)電機(jī)工作轉(zhuǎn)速為：

2783r/min×2.67=7430r/min

3檔40km/h發(fā)電機(jī)工作轉(zhuǎn)速為：

3230r/min×2.67=8624r/min

4檔60km/h發(fā)電機(jī)工作轉(zhuǎn)速為：

3061r/min×2.67=8172r/min

5檔80km/h發(fā)電機(jī)工作轉(zhuǎn)速為：

2858r/min×2.67=7630r/min

從以上計(jì)算得出，發(fā)電機(jī)的工作轉(zhuǎn)速可以滿足發(fā)電機(jī)的工作要求，且輸出電流也可以滿足汽車夏季正常行駛的用電量需求。

通過(guò)改進(jìn)后方案的實(shí)施，市場(chǎng)驗(yàn)證表明，汽車夏季空調(diào)系統(tǒng)制冷效果恢復(fù)正常，蓄電池虧電問(wèn)題也得到了解決。

3 結(jié)論

通過(guò)6700客車用電量分析及改進(jìn)措施的實(shí)施，市場(chǎng)上蓄電池虧電及空調(diào)制冷效果差的問(wèn)題得到了徹底解決。實(shí)踐證明，利用電器負(fù)荷圖的用電量分析方法是正確的，整改措施是有效的。

[1] 汪立亮,徐寅生,錢進(jìn).現(xiàn)代汽車電器設(shè)備原理與檢修[M].電子工業(yè)出版社.

[2] 邊煥鶴,蹇小平.汽車電器與電子設(shè)備[M].人民交通出版社.

[3] 王望予.汽車設(shè)計(jì).機(jī)械工業(yè)出版社.

[4] 余志生.汽車?yán)碚?機(jī)械工業(yè)出版社.

Analysis and Improvement of Power Consumption of HFC6700 Bus Electric System

Wang Kaifeng

( Anhui jianghuai automobile group co. LTD, Anhui Hefei 230022 )

Taking HFC6700 bus as an example, this paper makes a comprehensive and in-depth analysis of the whole vehicle's power consumption by means of electrical load diagram, finds out the root causes of two typical failures of battery feeding and air conditioning system failure in summer on the market, and eliminates the failures by improving the design.

Bus;Electrical load;Diagram integral alternator;Battery

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1671-7988(2019)03-79-03

U463.6

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王開(kāi)鋒，就職于安徽江淮汽車集團(tuán)股份有限公司。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.03.023