盧軍波

（重慶力帆實(shí)業(yè)（集團(tuán)）股份有限公司，重慶 400707）

淺談針對(duì)汽車的水路運(yùn)輸模式解決方案

盧軍波

（重慶力帆實(shí)業(yè)（集團(tuán)）股份有限公司，重慶 400707）

基于汽車出口水路運(yùn)輸中存在的蓄電池虧電問(wèn)題，研究一種新型的汽車自動(dòng)斷電裝置。通過(guò)分析虧電的形成原因，從功能框圖、控制邏輯以及電量計(jì)算方法等幾個(gè)方面進(jìn)行研究，并完成了樣車測(cè)試。此方案解決了水路運(yùn)輸過(guò)程中的虧電問(wèn)題，同時(shí)還在一定程度上降低了人工成本。

水路運(yùn)輸；汽車電子；蓄電池；自動(dòng)斷電裝置

伴隨著中國(guó)汽車工業(yè)的發(fā)展和自主品牌技術(shù)的成熟，不少汽車品牌已經(jīng)逐步走向國(guó)外市場(chǎng)。水路運(yùn)輸因其可實(shí)現(xiàn)大批量運(yùn)輸，具有成本低、安全可靠的特點(diǎn)，成為汽車出口的不二選擇［1］。但由于水路運(yùn)輸周期長(zhǎng)，如何在汽車儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中降低起動(dòng)蓄電池儲(chǔ)存電量消耗，避免因長(zhǎng)時(shí)間過(guò)放電所造成的汽車不能起動(dòng)的現(xiàn)象，同時(shí)減少過(guò)放電造成蓄電池硫化損壞的問(wèn)題，成為一個(gè)新的課題。

傳統(tǒng)方式：發(fā)運(yùn)車輛裝船后，人工拔掉蓄電池負(fù)極，到達(dá)目的地港口再重新恢復(fù)。該種方式需要大量的人員進(jìn)行操作，人工成本高。如遇集裝箱運(yùn)輸，操作相當(dāng)困難。為克服上述不足，本文介紹一種新型的汽車自動(dòng)斷電裝置。

1 裝置的基本功能

1.1 電源管理

對(duì)于正常使用的車輛，斷電裝置為車身控制模塊BCM、音響、儀表、天窗、室內(nèi)燈等需要職守的系統(tǒng)提供電源。

1.2 系統(tǒng)休眠

斷電裝置在連續(xù)檢測(cè)72 h中［2］，若車輛一直處于未使用狀態(tài)，斷電裝置會(huì)自動(dòng)進(jìn)入深睡眠狀態(tài)，主動(dòng)切斷BCM、音響、儀表、天窗、室內(nèi)燈等系統(tǒng)的電源，使這些系統(tǒng)處于斷電狀態(tài)，同時(shí)斷電裝置的靜態(tài)電流≤1mA。

1.3 強(qiáng)制喚醒

斷電裝置在檢測(cè)到車輛即將使用（鑰匙從OFF擋旋轉(zhuǎn)到ACC擋）時(shí)，會(huì)自動(dòng)給BCM、音響、儀表、天窗、室內(nèi)燈等所受控制的系統(tǒng)上電，使這些系統(tǒng)立即恢復(fù)其固有的功能。

1.4 負(fù)載能力

斷電裝置驅(qū)動(dòng)的額定負(fù)載能力為30 A，其過(guò)負(fù)載能力為額定負(fù)載能力的150%。

1.5 系統(tǒng)電路原理

本斷電裝置的控制器電路主要由開關(guān)電源電路、時(shí)鐘控制電路、8位CPU、CMOS驅(qū)動(dòng)電路組成，同時(shí)考慮到控制器自身的過(guò)壓保護(hù)、短路保護(hù)、過(guò)流保護(hù)、極性反向保護(hù)等保護(hù)措施，控制器及外圍電路原理圖如圖1所示［3］。

圖1 控制器及外圍電路原理圖

2 控制邏輯

自動(dòng)斷電裝置的工作模式分為運(yùn)輸模式和常規(guī)模式。運(yùn)輸模式是為了滿足車輛的長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)輸要求而設(shè)計(jì)的，使車輛自身能耗降到最低；處于常規(guī)模式時(shí)，自動(dòng)斷電器內(nèi)部輸出端為長(zhǎng)通狀態(tài)，輸出高電平（12 V）并直接驅(qū)動(dòng)負(fù)載。

2.1 運(yùn)輸模式

自動(dòng)斷電裝置在運(yùn)輸模式下存在2種狀態(tài)：休眠狀態(tài)和強(qiáng)制喚醒狀態(tài)（滿足中途中轉(zhuǎn)需要）。

2.1.1 進(jìn)入休眠狀態(tài)的條件

1）自動(dòng)斷電裝置首次裝車上電（B+）后，點(diǎn)火開關(guān)處于斷開狀態(tài)，若持續(xù)72 h未檢測(cè)到觸發(fā)信號(hào)（12 V），自動(dòng)斷電裝置進(jìn)入強(qiáng)制休眠狀態(tài)（圖2）。

2）自動(dòng)斷電裝置首次裝車上電后的任何期間內(nèi)（未進(jìn)入強(qiáng)制休眠狀態(tài)），當(dāng)觸發(fā)信號(hào)在5 s內(nèi)連續(xù)進(jìn)行5次切換，停止OFF擋，自動(dòng)斷電器進(jìn)入強(qiáng)制休眠狀態(tài)（圖3）。

圖2 持續(xù)72 h未檢測(cè)到觸發(fā)信號(hào)

圖3 觸發(fā)信號(hào)在5 s內(nèi)連續(xù)5次切換

3）當(dāng)自動(dòng)斷電裝置處于強(qiáng)制喚醒狀態(tài)時(shí)，點(diǎn)火開關(guān)斷開（OFF擋）后（12 V掉至0 V），自動(dòng)斷電器立即進(jìn)入休眠狀態(tài)（圖4）。

2.1.2 進(jìn)入強(qiáng)制喚醒狀態(tài)的條件

自動(dòng)斷電裝置處于休眠狀態(tài)，當(dāng)觸發(fā)信號(hào)上電（12 V）時(shí)，自動(dòng)斷電器立即進(jìn)入強(qiáng)制喚醒狀態(tài)（圖5）。

圖4 點(diǎn)火開關(guān)斷開

圖5 觸發(fā)信號(hào)上電

2.2 運(yùn)輸模式切換到常規(guī)模式

自動(dòng)斷電裝置處于運(yùn)輸模式時(shí)，點(diǎn)火開關(guān)在5 s內(nèi)從OFF擋連續(xù)3次切換到ACC擋，第3個(gè)高電平保持2 s后，自動(dòng)斷電裝置退出運(yùn)輸模式，進(jìn)入常規(guī)模式（圖6）。2.3 常規(guī)模式切換到運(yùn)輸模式

圖6 自動(dòng)斷電裝置進(jìn)入常規(guī)模式

自動(dòng)斷電裝置處于常規(guī)模式時(shí)，斷掉自動(dòng)斷電器的B+電源（時(shí)間大于3 s），B+電源再次上電后，自動(dòng)斷電器退出常規(guī)模式，進(jìn)入運(yùn)輸模式（圖7）。

圖7 自動(dòng)斷電裝置進(jìn)入運(yùn)輸模式

3 整車允許放置最大天數(shù)的計(jì)算

計(jì)算整車能夠放置最大天數(shù)的公式如下T = C ×（1 - Q ）÷（ Z ÷1000 × 24 + A × C ÷30

式中：T——整車靜態(tài)放置后仍能起動(dòng)的最大天數(shù)；C——蓄電池容量，Ah；A——蓄電池每月自損耗百分比，一般約為3%～5%，此處取5%；Q——整車起動(dòng)蓄電池允許的最低百分比75%；Z——整車目標(biāo)靜態(tài)電流，mA。

以蓄電池容量60 Ah為例，取目標(biāo)靜態(tài)電流為1 mA，C=60 Ah，A=0.05，Q=0.75，Z=1。

可得：T=C×（1-Q）÷（Z÷1000×24h+A×C÷30）=60×（1-0.75） ÷（1÷1000×24+0.05×60÷30）≈120天。

4 總結(jié)

與傳統(tǒng)的通過(guò)人工作業(yè)方式解決儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中蓄電池電量消耗問(wèn)題的方法相比，本文介紹的自動(dòng)斷電裝置具有不可替代的優(yōu)勢(shì)。此裝置不僅很好地解決了汽車在儲(chǔ)運(yùn)及海運(yùn)過(guò)程中電池電量消耗問(wèn)題，而且大大降低了人工成本。此裝置已由設(shè)計(jì)階段走向產(chǎn)品化，并且在汽車公司整車出口過(guò)程中得到驗(yàn)證，受到好評(píng)。此方案可供汽車出口公司參考，自動(dòng)斷電裝置值得推廣。

［1］ 我國(guó)汽車出口形勢(shì)［J］.水運(yùn)文獻(xiàn)信息，2007（10）：2-3.

［2］ 郭策，張興.汽車電器的現(xiàn)代電子控制系統(tǒng)應(yīng)用研究［J］.引文版：工程技術(shù)，2016（2）：260.

［3］ 熊彩蓮.汽車電器的現(xiàn)代電子控制技術(shù)研究［J］.價(jià)值工程，2014（11）：39-40.

（編輯 楊 景）

Discussion on Automobile Water Transport Mode Solutions

LU Jun-bo
（Chongqing Lifan Industrial ( Group ) Co., Ltd.， Chongqing 400707， China）

Based on the battery power lose problem existed in the automobile exports by water transport， this paper introduces an innovative device for automobile to power off automatically. The cause of power lose is analyzed， then researching function diagrams， logical control and electrical calculations methods are studied， and sample vehicle tests are also conducted. This device solves the problem and reduces the labor cost as well.

water transportation； automotive electronics； battery； automatic power-off device

U463. 633

A

1003-8639（2017）05-0067-02

2016-12-29

盧軍波（1983-），男，山西晉城人，先后從事電器產(chǎn)品、BCM、架構(gòu)設(shè)計(jì)等工作。