房車電控系統的匹配

陳 晶 冷樹朋

（1.華晨專用車裝備科技（大連）有限公司，遼寧 大連 116600；2.松下軟件開發（大連）有限公司，遼寧 大連 116600）

0 引言

隨著人們生活水平的不斷提高，人們對房車的需求也在不斷增加，房車市場也在不斷擴大，但是在目前中國房車產業發展和營地相對滯后的大背景下，我們面臨一個很大的問題就是“電不夠用”。因此，電能存儲和續航是我們面臨的一個重大課題，也是消費者最關心的一個問題。所以要想合理地匹配電控系統，電氣設計就至關重要。該文將系統地介紹房車的電控系統的組成、匹配和電氣工作原理等問題。

1 房車的電控系統的組成及工作原理

1.1 房車電控系統的組成

房車電控系統的組成，主要是直流12 V系統及交流220 V，50 Hz 系統組成，形成了以供電系統、用電系統、觸控系統、網絡系統和控制設備組成，形成了集供電、網絡和智能為一體的解決方案，具有可靠性高、功能強大、界面美觀的特點，所有的器件選擇遵循可靠性、穩定性和性價比的原則進行設計[1]。

房車的供電系統主要是由輔助電瓶、原車發電機、外接220 V 電源、后加裝車載發電機及太陽能板供電，如圖1 所示，目前房車的輔助電池大部分都使用鋰電進行儲能。因為鋰電具有能量比較高、使用壽命長、自放電低、額定電壓高等優點，因此得到了越來越多人的青睞，但是鋰電的安全性能又是人們比較擔心的問題，因此在選用鋰電時，必須選擇高品質、全性較高的磷酸鐵鋰電池。目前在設計的過程中，房車的直流系統也不僅僅局限在12 V 系統，很多房車采用24 V 系統、48 V 系統、甚至更高的高電壓系統，通過升、降壓模塊等手段來對輔助電瓶充電、并且對直流設備供電，這樣可以提升電壓，減少電流，使供電系統能夠提供更長時間的電能，充分利用電能的使用率，提高使用效率。

用電設備主要包括照明系統、廚衛系統、通風系統以及一些生活必備的系統。照明系統包括射燈、氛圍燈以及閱讀燈等；廚衛系統包括吸油煙機、水泵、冰箱、熱水器、電磁爐和洗衣機等；通風系統包括換氣扇、空調等；以及一些必備的加熱器、插座、路由器和電視等生活系統。

觸控系統主要是由直流控制模塊、交流控制模塊和控制屏3 套設備組成的，通過CAN 總線的連接實現通信，進而對全車的電氣系統通過控制屏來進行集成控制，集成控制大大地實現了操作的方便性、可靠性。

網絡系統目前主要是通過無線路由器來實現4G 網絡的連接，從而實現車內的無線網絡覆蓋，車內配有智能電視機、智能空調等設備。

圖1 房車電控系統的組成

1.2 房車電控系統的工作原理

房車的控制主要是通過控制屏來控制，進入房車的第一步需要打開電源總開關，通過控制低電壓保護器（此低電壓保護器集成了繼電器的功能）整車通電，有一些設備打開主開關后直接通電，有一些設備需要通過觸摸控制面板進行控制，控制盒識別輸入的信號，并輸出任務信號，用電設備開始工作。但是由于一些設備本身的限制以及用電匹配的要求，需要進行一些特殊的設置，例如由于水泵在空轉時不能超過15 s，否則將會損壞水泵，所以當檢測到清水箱水位低于10%時，對客戶將進行提示音報警，水泵將不進行工作。當電池電量的剩余量未20%時，車內將會進行提示音報警，告知使用者，需要進行電能的補給。當灰水箱中的水位達到80%時，車內將會進行提示音報警，告知使用者灰水箱將滿，需要進行清理。當需要啟用交流220 V 設備時，需要打開充逆變一體機的開關，可將電池直流電12 V 逆變到交流電220 V，然后再通過觸摸屏來控制交流設備，由于充逆變一體機的功率有限，不能同時帶載所有交流設備，因此在控制中需要對設備的控制進行互鎖，即洗衣機與電磁爐在逆變模式下不可以同時使用，電磁爐的優先級高于洗衣機等。在插入市電或者是發電機時，通過充逆變一體機的旁路給設備供電時，此設備可以同時使用。

2 房車電控系統的匹配

2.1 房車電控系統的供電總成

該文以國產依維柯C 型房車的電控系統為例，此系統由主發電機給原車電瓶進行供電，副發電機給輔助電瓶進行供電，實現了原車線路與改裝線路的最大程度上的分離及電源供給。主、副電瓶中間用雙電池分離器進行隔離，用總開關控制低電壓保護器進行控制整車通斷電狀態，輸出后需要打開總開關直接通電的設備直接通過保險輸出，用控制屏控制的需要經過直流控制器與交流控制器進行輸出。交流220 V輸入通過充逆變一體機為輔助電瓶進行充電，同時也為交流220 V 輸出提供電能。

國產依維柯C 型房車采用的是依維柯歐勝底盤，此款底盤是雙發電機系統，這樣可以最大限度地滿足車主的用電，而且將原車系統與改裝系統分離開，主發電機主要是給原車供電，副發電機主要是供給改裝部分使用，2 個發電機的額定電流均為150 A，整個系統的鋰電池選擇的為280AH 磷酸鐵鋰，客戶也可根據自己的需求進行安裝。

2.2 房車電控系統的匹配與選擇

整車的直流線束全部采用的是德標汽車低壓專用電纜，具有較高的可靠性，交流線束采用的是國標三芯護套線束，符合GB5023—2008 標準。對于一些其他的配電設備雙電池分離器的選擇首先是電壓值，其次需要考慮電流值，市面上的雙電池分離器有很多種，分為雙激活、單激活以及單激活限流雙電池分離器，為了保護發電機，增加輔助電池的使用壽命，所以選擇的是單激活限流雙電池分離器，當檢測到原車發電機發電時，單激活雙電池分離器接通，原車發電機可以給輔助電池供電，根據電池的容量選擇電流值，一般最好的充電電流在30%左右，該車的輔助電池在280 AH，發電機通過雙電池分離器的電流限制，充電電流為84 A 左右。該車無論是直流系統還是交流系統，輸出每一路都具有過載保護功能，保險的選擇根據負載端的功率來進行確定，直流系統采用的是插片式保險絲，交流系統采用的是自復位保險。低電壓保護器的選擇主要是根據輔助電池的類型來選擇低電壓值，目前磷酸鐵鋰選擇的低電壓值為11.5 V，最高電壓值設定在16 V，防止鋰電在充滿的一瞬間，超過低電壓保護器最高設定值，導致低電壓保護器重啟。充逆變一體機的選擇主要是根據輔助電池的類型來選擇電壓值，包括低壓報警及充電電壓值。根據交流的負載設備來選取功率，另外還包括充電電流、轉換效率和使用環境等來進行選擇，為了穩定可靠，目前全部采用工頻純正弦波3 000 W 充逆變一體機。工頻純正弦波充逆變一體機雖然具有體積大、價格高等缺點，但是它具有高可靠性、接近家用電等優點，因此目前房車大多選擇此類型的充逆變一體機。太陽能控制器的選擇主要是根據輔助電池的容量、轉換效率以及所要供給的設備等，如果額定功率為400 W 的太陽能電池板，在標準的光照強度，電池缺電情況下，理論上1 h 蓄電量為400W÷18V×12V×1h＝0.267kW·h，也就是我們常說的0.267 度電，如果按照每天平均光照6 h 計算，那么0.267kW·h×6 ＝1.602kW·h，約合1.6 度電，這1.6 度電對于房車上的小家電來說，就已經足夠使用。但是在設計時，會考慮到個性化需求以及每個客戶對用電量要求的不同，此款房車我們預留了1 000 W 太陽能的安裝空間及線束，客戶可根據要求自行安裝，為客戶提供更多的選擇與自行改裝的空間。

除了以上，如果客戶對電能還有更高的要求，還可以自行增加車載發電機對整車進行供電，預留了底置發電機的位置，可以大大地滿足客戶對電能的需求。另外還有一些輔助設備，例如360 環視系統，可以用來幫助客戶更好地駕駛車輛；例如增加后拖車鉤，需要預留相應的尾燈線束及電源線，可以用來牽引車輛等。

3 結語

房車的電控系統主要為房車提供相應的電能保障，在安全可靠的前提下，盡量滿足人們的出行需要。目前房車的控制是通過人機交互的方式展現，具有很強的靈活性、可擴展性強、系統的可靠性高，可實現對車內電氣設備的自動化控制[2]。我相信隨著技術的發展，房車的電控系統將越來越智能化，越來越多的廠家開始研究智能互聯系統，希望將后改裝部分能與原車部分越來越緊密的連接，因此隨著房車的不斷發展，技術不斷的提高，房車的電控系統越來越滿足現代人的出行需要。