HFC6700客車電氣系統用電量分析及改進

王開鋒

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HFC6700客車電氣系統用電量分析及改進

王開鋒

（安徽江淮汽車集團股份有限公司，安徽 合肥 230022）

文章以HFC6700客車為例，利用電器負荷圖對整車用電量進行了全面深入分析，找出了市場上蓄電池虧電及夏季空調不制冷兩種典型故障的根本原因，并通過改進設計排除了故障。

客車；電器負荷圖；整體式交流發電機；蓄電池

引言

6700客車是市場上的成熟車型。該車型的品質和性能一度得到市場和用戶的高度認可。隨著社會經濟的快速發展，人們對車輛舒適性的要求明顯提高，現在已經把冷暖空調、DVD影視系統及電動外擺門等作為了標準配置。隨著電器設備的增多，該款車型陸續在市場上出現了蓄電池虧電、空調制冷效果差等問題。本文針對市場上出現的問題，對6700整車用電量進行了全面深入分析，找出了問題產生的根本原因并提出了改進方法。

1 6700客車主配置及主要電器設備技術參數

1.1 整車主配置見下表1

表1 整車主要配置表

1.2 整車主要電器設備技術參數

a）底盤(整車)電氣系統電壓：12V，負極搭鐵；

b）底盤（整車）所配蓄電池容量及個數：120A·h，1個；

c）底盤（整車）所配整體式交流發電機規格：14V 120A；

d）啟動機最大輸出功率：2.5kW；

e）前大燈消耗功率：55×2=110W；

f）暖風系統消耗功率：330W；

g）空調系統消耗功率：1224W；

h）雨刮電機額定功率：150W；

i）收放機/TV、VCD額定功率：30W/150W；

j）頂燈額定功率：10×3=30W；

k）轉向燈額定功率：21×2+10=52W；

l）電磁風扇離合器功率：24W；

m）電動門功率：80W（瞬時最大電流10A）。

2 整車電氣系統用電量分析及改進

2.1 汽車電器負荷圖

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

表2 整車電器負荷

根據圖表2中的數據繪制出汽車在冬季白晝和夜間及夏季白晝和夜間行駛時的負荷圖，分別如圖1、圖2、圖3、圖4所示。為了估算電器系統的瞬間極限高峰負荷，圖中假設各種間歇用電負荷同時作用。實際這些間歇用電負荷是不會同時打開，即使打開工作時間也是很短暫的。因此負荷圖中極限用電高峰負荷圖是按照汽車可能出現的極限值設定的，也就是按照汽車供電系統在用電量最大的情況之下考慮的。

T1、T3、T6、T8是長期用電負荷和連續使用獨立水暖、收放機。

T2 在T1的基礎上使用電喇叭

T4 在T3的基礎上使用雨刮、霧燈

T5 在T4的基礎上使用電喇叭及轉向

T7 在T6的基礎上超車及按電喇叭

T9 在T8的基礎上關閉獨立水暖

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電氣系統負荷圖

T1、T3、T7 使用長期用電負荷，并連續使用獨立水暖、收放機，并接通小燈及側邊燈。

T2 在T1的基礎上使用電喇叭

T4 、T9 在T3的基礎上接通前大燈

T5 在T4的基礎上使用雨刮及霧燈

T6 在T5的基礎上使用轉向燈及電喇叭

T8 在T7的基礎上超車及使用電喇叭

T10 在T9的基礎上關閉獨立水暖

T11 使用長期負荷，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，電氣系統正常耗電55A，最大耗電量為93A。

圖3 汽車在夏季白天行駛時電氣負荷圖

T1、T3、T6、T8、使用長期用電負荷和連續使用空調、收放機。

T2 在T1的基礎上使用電喇叭

T4 在T3的基礎上使用雨刮及霧燈

T5 在T4的基礎上使用轉向及喇叭

T7 在T6的基礎上超車及按電喇叭

T9 在T8的基礎上關閉空調

從圖3中可以看出汽車在夏季白天行駛中，電氣系統正常耗電為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電氣負荷圖

T1、T3、T7、使用長期用電負荷和連續使用空調、收放機并接通前后小燈及側邊燈。

T2 在T1的基礎上使用電喇叭

T4 、T9 在T3的基礎上接通前大燈

T5 在T4的基礎上使用雨刮及霧燈

T6 在T5的基礎上使用轉向燈及喇叭

T8 在T7的基礎上超車及使用電喇叭

T10 在T9的基礎上關閉空調

T11 使用長期負荷，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，電氣系統正常耗電120A，雨夜行駛耗電145A，最大耗電156A。

電氣負荷圖是選擇發電機選擇的重要依據。根據以上分析得出：6700客車正常行駛所需的用電量應該在150A左右，然而該車實際匹配的發電機為120A，顯然不能滿足夏季汽車行駛用電量的需求。當發電機的發電量不夠時汽車就會從蓄電池取電，長期行駛后就會出現蓄電池虧電。

2.2 改進方案

根據電器負荷圖，以夏季雨夜長期使用負荷145A為常用負荷，重新選擇北京佩特萊150A發電機。

按照北京佩特萊電器有限公司14V 150A發電機的性能曲線圖，見下圖5。

圖5 電機輸出特性曲線

得出發電機轉速與電流關系如下表3：

表3 轉速電流關系

匹配 14V 150A發電機還有以下要求：

發電機額定工作轉速為n=6000r/min，最高工作轉速n=12000r/min，經濟工作轉速n=6000～7000r/min。

根據底盤數據，算出發動機在不同時速時的工作轉速如下：

（1）輪胎半徑 r=0.362

（2）主減速比I=4.875

（3）檔位與變速器傳動比關系I1見下表4

表4

按照以上數據得出發動機在不同檔位工作時的轉速：

1檔10km/h發動機工作轉速為：

2檔20km/h發動機工作轉速為：

3檔40km/h發動機工作轉速為：

4檔60km/h發動機工作轉速為：

5檔80km/h發動機工作轉速為：

結合發電機曲線圖和所在檔位與發動機轉速關系，滿足發電機在不同檔位及時速下的經濟轉速得出，發動機與發電機的轉速比為1：2.67，按此比得出發電機在以上不同檔位及時速下發電機的轉速為：

1檔10km/h發電機工作轉速為：

2214r/min×2.67=5911r/min

2檔20km/h發電機工作轉速為：

2783r/min×2.67=7430r/min

3檔40km/h發電機工作轉速為：

3230r/min×2.67=8624r/min

4檔60km/h發電機工作轉速為：

3061r/min×2.67=8172r/min

5檔80km/h發電機工作轉速為：

2858r/min×2.67=7630r/min

從以上計算得出，發電機的工作轉速可以滿足發電機的工作要求，且輸出電流也可以滿足汽車夏季正常行駛的用電量需求。

通過改進后方案的實施，市場驗證表明，汽車夏季空調系統制冷效果恢復正常，蓄電池虧電問題也得到了解決。

3 結論

通過6700客車用電量分析及改進措施的實施，市場上蓄電池虧電及空調制冷效果差的問題得到了徹底解決。實踐證明，利用電器負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.現代汽車電器設備原理與檢修[M].電子工業出版社.

[2] 邊煥鶴,蹇小平.汽車電器與電子設備[M].人民交通出版社.

[3] 王望予.汽車設計.機械工業出版社.

[4] 余志生.汽車理論.機械工業出版社.

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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1671-7988(2019)03-79-03

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王開鋒，就職于安徽江淮汽車集團股份有限公司。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.03.023