一種整車電源分配設計及優化方法

張曉輝

（海馬汽車有限公司，河南 鄭州 450000）

1 前言

隨著汽車配置及功能的飛速發展，汽車電氣系統變得越來越復雜和多樣化，電氣系統的穩定，不僅影響到具體電氣零件的功能使用，而且對整車的安全、駕駛都起著關鍵的作用。本文通過對常見的汽車整車電源分配方案進行分析，闡述了一種整車電源分配設計及優化方法，這對新車型電源分配設計，有一定的指導意義。

2 電源分配的基本原理分析

以某車型為例，通過電源分配方案，可以基本看出該車型的基本電氣原理、控制方法和基本功能。整車電源分配方案如圖1所示。

圖1 整車電源分配方案

2.1 蓄電池熔斷絲盒電源系統 （表1）

主要包含蓄電池傳感器熔斷絲 （連接蓄電池傳感器）、EPS熔斷絲 （連接EPS電源）、起動熔斷絲 （連接起動機主電源）、發電機熔斷絲 （連接發電機輸出）、前機艙主熔斷絲（連接前機艙熔斷絲盒）。

表1 蓄電池熔斷絲盒

2.2 鑰匙電源系統

1）包括ST電源、ACC電源、IG1電源、IG2電源。其中，點火鎖配置的ACC、IG1、IG2電源直接由點火開關控制，通過將點火鎖1和點火鎖2兩個常電熔斷絲的電源，分成ACC、IG1、IG2電源。一鍵啟動配置的ACC、IG1、IG2電源受繼電器控制，繼電器由PEPS或BCM控制，電源熔斷絲及擋位控制如表2所示。

表2 電源熔斷絲及擋位控制

2）ACC、IG1、IG2電源擋位負載主要包括以下內容，如表3所示。

表3 電源繼電器控制原理及負載

3）點火鎖MT配置的起動勵磁信號，受傳動鏈繼電器控制，踩下離合踏板時，ST擋位接通起動；點火鎖CVT配置的起動勵磁信號，受起動鎖止繼電器和TCU控制，踩下制動踏板時，ST擋位接通起動機起動。

一鍵啟動配置的起動勵磁信號，受ST繼電器控制。MT配置踩下離合踏板時，PEPS或BCM收到離合踏板信號，吸合ST繼電器；CVT配置繼電器踩下制動踏板時，PEPS和TCU同時控制ST繼電器，使ST繼電器吸合。ST擋位接通原理如表4所示。

表4 ST擋位接通原理

2.3 主繼電器系統

主繼電器系統主要給電噴系統供電，電噴系統主要包括EMS、點火線圈、噴油器、氧傳感器等，另外一些動力系統的繼電器線圈，如真空助力泵繼電器、壓縮機繼電器、油泵繼電器、低速風扇繼電器、高速風扇繼電器、電子水泵繼電器等線圈端受主繼電器電控制。當鑰匙電源置于IG1擋位時，主繼電器受EMS控制吸合，主繼電器開始供電。主繼電器系統控制原理及負載如表5所示。

表5 主繼電器系統控制原理及負載

2.4 燈光系統

燈光系統主要包括小燈、遠光燈、近光燈、左前霧燈、右前霧燈、倒車燈、制動燈等。

1）小燈繼電器受BCM控制，當組合開關小燈開關閉合時，小燈繼電器閉合，小燈繼電器負載主要包括左右前位置燈、左右后位置燈、左右前照燈調光電機、左開關組、背光等。

2）遠光燈繼電器受BCM控制，當組合開關遠光燈開關閉合時，遠光燈繼電器閉合，遠光燈點亮；近光燈繼電器同樣受BCM控制，當組合開關近光燈開關閉合時，近光燈燈繼電器閉合，近光燈點亮。

3）左右前霧燈繼電器受BCM控制，當組合開關霧燈開關閉合時，霧燈繼電器閉合，霧燈點亮。

4）CVT／AT配置倒車燈繼電器受BCM控制，當置于倒擋時，倒車燈繼電器閉合，倒車燈點亮。

5）制動燈繼電器受BCM控制，踩下制動踏板時，制動燈繼電器閉合，BCM收到制動開關信號，驅動制動燈點亮。燈光系統控制原理及負載如表6所示。

表6 燈光系統控制原理及負載

2.5 喇叭系統

喇叭繼電器受BCM控制，當按下喇叭開關時，喇叭繼電器閉合，高音喇叭、低音喇叭開始工作。

2.6 換擋鎖止系統

CVT車型換擋鎖止繼電器主電路與TCU共用熔斷絲，受TCU及BCM控制，ON擋狀態踩下制動踏板時，繼電器吸合，換擋機構中電磁閥吸合，擋桿可以從P擋換到其他擋位。

2.7 其他常電系統

其他常見的常電系統控制原理及負載如表7所示。

表7 其他常電系統控制原理及負載

3 電源分配的優化方案

根據對標分析及合理性考慮，在熔斷絲盒重開的前提下，電源分配方案可以在以下幾個方面做進一步優化。

3.1 熔斷絲適配

1）主繼電器下負載增加單獨熔斷絲，如點火線圈、噴油器增加單獨熔斷絲保護，氧傳感器增加單獨熔斷絲保護。

2）小燈繼電器下負載增加單獨熔斷絲，如前位置燈、背光燈分開用單獨熔斷絲保護。

3）左右前霧燈、遠光燈、近光燈分別用單獨的熔斷絲保護。

3.2 熔斷絲、繼電器布置位置

在布置方面，通過電源分配圖，結合熔斷絲和繼電器布置位置分析，發現以下問題。

1）點火鎖熔斷絲在前機艙里，電源繼電器在儀表臺右側，電源熔斷絲在儀表臺左側，線束回路繞線長。

2）同1）原因，目前電子水泵熔斷絲與繼電器分開，可以優化在一起。

3）其他盡可能將相同功能的熔斷絲、繼電器放在同一位置。

3.3 熔斷絲盒通用化

熔斷絲盒的不同，是造成線束件號不同的重要原因之一。為了減少不同車型的線束差異，可以先從熔斷絲盒的通用化開始考慮，比如采用多個小熔斷絲盒的策略，將各車型基本配置的繼電器和熔斷絲，放在一個熔斷絲盒中；將選裝配置的繼電器和熔斷絲，放在選裝熔斷絲盒當中。基本配置熔斷絲盒，與不同的選裝熔斷絲盒之間，用相同的連接方式連接。熔斷絲盒通用化思路如圖2所示。

圖2 熔斷絲盒通用化思路

4 總結

本文通過對常見的汽車整車電源分配方案進行分析，闡述了一種整車電源分配設計及優化方法。電源分配圖與整車電氣原理圖對應使用，電源分配圖不僅可以快速集中匯總整車熔斷絲、用電器、負載之間的關系，而且可以用來指導熔斷絲盒的設計開發，熔斷絲、繼電器位置的合理分配、線束走向的優化、線束通用等，為驗證整車電路設計的合理性，提供了有力保障。