人们要求汽车制造商提供一种效率更高、功能更多的汽车,而它的成本又要在大众可以接受的范围之内。为了做到这一点,许多系统都在进行很大的改进,例如,为提 高发动机的燃料燃烧效率,将液压系统改成电子系统(这样可以在许多方面减少发动机的能源消耗)。在减少能源浪费方面,几乎每一个系统都受到关注。
电源系统与冷却风扇
在发电方面,在 汽车中产生直流电源的传统方法是使用交流发电机,并在发电机的轴上装一个皮带轮,该风扇皮带是曲轴带动的。交流发电机产生的交流电通过二极管三相整流桥转 换成直流电。在额定电流下,二极管上一般约有1V的电压降。
如果汽车用了1kW(大约70A)的功率,那么二极管消耗的功率大约是140W,按效率80% 计算,需要发动机多提供175W的功率来抵消掉二极管整流桥的影响,这些功率转变成热量散失掉。用MOSFET代替二极管后,功率损耗就会降低到2W以 下,节省下来的能量可以用来提高1%~3%的单位燃油行驶距离,也可以用来驱动其他系统。
发动机的冷却风扇可以由传统的发动机曲轴带动改为电子风扇,电子风扇只在必要的时候才运转,而且仅用一只MOSFET来控制,可以节省至少100W功率。
启动电机
试想,当转动钥匙发动汽车时,启动电机就会带动发动机启动汽车。然后交流发电机就会对电池进行充电,为整个电气系统供给电力。而在其他的时间里,启动电机不起任何作用,反而是一个负担。
发动机和电机的基本设计是一样的,它们***主要的差别在于电能的流向不同。目前,启动电机是用直流电机,可以很容易地利用一个功率MOSFET逆变桥电路将直 流电源(例如电池)变成交流电源,并用它驱动作为启动电机的交流电机转动。
一旦发动机运转起来,还可以用功率MOSFET逆变桥电路的整流状态将交流电转 换为直流电,为电气系统供电。所有的这些只要用一个交流发电机启动器和一个功率MOSFET逆变桥电路就可以实现。在带动一个3kW的负载时,这个功率 MOSFET逆变桥的损耗不到10W。
动力转向系统
动力转向系统是系统改 造的一个很好的思路。传统的动力转向系统采用放大的方法来减少转动方向盘所需要的力量,这种方法是利用液压动力转向泵来达到目的的。
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