郝 賡，畢騰飛

（中國汽車技術研究中心有限公司，天津 300300）

1 概述

在汽車技術突飛猛進的當代，汽車已經不再僅僅是簡單的代步工具，功能日漸完善的電子器件進一步提升了汽車的安全性能與娛樂功能。這些電子器件在待機或休眠狀態(tài)下常有靜態(tài)電流 （或稱暗電流）產生，消耗蓄電池電量。若各電子器件靜態(tài)電流控制不當，較大的靜態(tài)電流大量消耗蓄電池電量，容易導致蓄電池饋電，影響汽車正常啟動，甚至影響蓄電池壽命［1-2］。因此對于具有待機或休眠功能的電子器件，靜態(tài)電流的控制具有重要實際價值。

近幾年來互聯網高速發(fā)展，人們對車載娛樂設備的需求日益加大，老式的車載收音機已經無法滿足車主與乘客對娛樂方面的需求，同時伴隨著各種智能軟件的出現，車載娛樂總成 （下稱車機）還有兼負起控制車輛相關設置與車載網絡通信等功能，這就導致車機的功率相比車載收音機會有較大增加［3-5］。并且人們對智能設備的屏幕要求愈發(fā)嚴格，屏幕尺寸亮度分辨率等要求日漸提升，車機面臨同樣的問題，屏幕技術水平的提升會導致功率進一步增加。而為了提升用戶使用體驗，即使車機在不工作的狀態(tài)下仍會保持待機或休眠狀態(tài)，以保證下次及時喚醒或保證車載網絡正常工作，這就導致了車機成為影響車輛靜態(tài)電流的一個重要因素，因此本文擬研究車機的靜態(tài)電流情況，為車機設計制造廠商提供優(yōu)化靜態(tài)電流的思路。

2 試驗方法

通常情況下，車機休眠后的靜態(tài)電流較小，一般約為幾毫安［6］，分體式車機的主機甚至可以達到1mA以下，但是車機在啟動過程以及未休眠狀態(tài)下的維持正常工作的電流則并不處于毫安級別，大多數在1～3A范圍內。這就要求整個車機靜態(tài)電流測試系統(tǒng)具有較大的量程和較高的精度。本試驗采用源表作為靜態(tài)電流測量設備，既能滿足車機啟動所需的電流，又可以精確測量休眠狀態(tài)下車機的靜態(tài)電流。本試驗將電源、源表、車機串聯，在車機正常工作電壓下啟動車機，隨后將車機置于休眠狀態(tài)，待休眠狀態(tài)穩(wěn)定后保持12h，使用源表記錄這12h的電流并取平均值作為該車機靜態(tài)電流，試驗裝置連接見圖1。

圖1 靜態(tài)電流測試裝置連接

3 分析與討論

試驗中，將某型號3臺車機編號為1#、2#、3#，在25℃室溫下分別進行靜態(tài)電流測試試驗，3臺車機的平均靜態(tài)電流依次為3.45mA、3.50mA、3.38mA。但是在測試過程中，源表顯示的靜態(tài)電流多數在3mA以下，而12h后的平均值卻超過3mA，為進一步探究此現象，作出3臺樣品的靜態(tài)電流-時間曲線。因記錄靜態(tài)電流在12h之內取樣點過多且重復性極強，故在此只截取3臺車機穩(wěn)定休眠后，1h時間段內的電流-時間曲線，如圖2所示。

圖2 車機部分靜態(tài)電流曲線

3臺車機在休眠狀態(tài)穩(wěn)定后，雖然絕大多數電流采樣值在3mA以下，但是存在靜態(tài)電流周期性增加的情況，間隔約60～180s出現一次。這些電流值多數處于5～25mA區(qū)間內，遠大于3mA，所以使得平均電流值超過了3mA，導致功率增加，耗電量增加。為探究這些電流跳動數值分布情況，將3臺車機靜態(tài)電流頻率分布列于圖3。

圖3 車機靜態(tài)電流頻率分布

3臺車機靜態(tài)電流主要分布在3mA以下，但電流跳動的部分仍占一定比例，這部分導致了平均電流高于電流集中分布區(qū)間的數值。其中，1號車機超過82%的靜態(tài)電流處在2.75～2.85mA區(qū)間內，而超過3mA部分占6.80%；2號車機位于2.85～2.90mA區(qū)間內的靜態(tài)電流占比最大，為46.88%，其次，2.80～2.85mA區(qū)間內的電流占37.42%，而超過3mA部分占7.70%；3號車機靜態(tài)電流集中分布在2.70～2.75mA區(qū)間內，這部分靜態(tài)電流占總體的54.58%， 2.65～2.70mA區(qū)間內的靜態(tài)電流占17.73%，2.75～2.80mA之間的電流占17.39%，而3mA以上的靜態(tài)電流有6.66%，在3臺樣品車機中占比最少。

3臺樣品車機靜態(tài)電流集中分布的區(qū)間分別為2.75～2.85mA、2.85～2.90mA、2.70～2.75mA，而靜態(tài)電流12h平均值則分別為3.45mA、3.50mA、3.38mA，可以明顯發(fā)現靜態(tài)電流集中分布區(qū)間的數值越小，則靜態(tài)電流12h平均值也越小。雖然靜態(tài)電流波動導致了平均值增加，但是波動導致電流增加的數值大小接近，增加部分數值約0.60～0.70mA。

在實際使用中，不乏車機在高低溫環(huán)境下休眠的情況，為了研究在高低溫下車機的靜態(tài)電流，將車機置于75℃和-30℃下休眠并測試記錄其12h靜態(tài)電流，結果列于表1。

在-30℃的低溫環(huán)境條件下，3臺車機的平均靜態(tài)電流分別為3.57mA，3.59mA和3.55mA，數值上沒有顯著的差異，但是3臺車機靜態(tài)電流的分布卻有所不同。1號車機低溫下靜態(tài)電流主要分布在2.75～2.8mA，占總體51.02%，而超過3mA部分占6.00%；2號車機低溫靜態(tài)電流主要分布在2.85～2.9mA，占48.79%，超過3mA部分占5.93%；3號車機低溫靜態(tài)電流主要分布在2.7～2.75mA，占47.48%，超過3mA部分占6.04%。3臺車機低溫下靜態(tài)電流集中分布的區(qū)間有一定的差異，分布情況與3臺各自在室溫下的表現類似，室溫下靜態(tài)電流集中分布區(qū)間較低的車機在低溫下靜態(tài)電流集中分布區(qū)間仍較低。超過3mA的部分拉高了靜態(tài)電流平均值，3臺車機平均值并沒有出現明顯的差別，而被拉高的部分數值約0.70～0.80mA，稍高于室溫下升高的數值。低溫條件下車機靜態(tài)電流頻率分布見圖4。

表1 某型號車機高低溫下靜態(tài)電流測試結果

圖4 低溫條件下車機靜態(tài)電流頻率分布

在75℃的高溫環(huán)境條件下，3臺車機的平均靜態(tài)電流則分別增加至5.11mA、5.06mA和4.91mA。與之前兩種溫度條件類似，高溫下車機的靜態(tài)電流也存在跳變增加的情況。1號車機74.26%的靜態(tài)電流分布在3.60～3.70mA，超過3.80mA部分占8.40%；2號車機71.26%的靜態(tài)電流分布在3.60～3.70mA，超過3.80mA部分占8.21%；3號車機分布在3.40～3.50mA與3.50～3.60mA的靜態(tài)電流占比分別為42.07%和40.33%，分布的區(qū)間小于1號和2號，且僅有7.95%的電流超過3.80mA，同樣小于1號與2號車機。高溫條件下車機靜態(tài)電流頻率分布見圖5。

圖5 高溫條件下車機靜態(tài)電流頻率分布

高溫下與室溫下靜態(tài)電流分布有著相似的規(guī)律，集中分布區(qū)間數值較小的車機，平均靜態(tài)電流也較小；電流跳變部分拉高平均值，比集中分布區(qū)間提高了約1.3～1.5mA，拉高的數值大于室溫條件與低溫條件下的數值，說明高溫下電流跳變程度更惡劣。

4 小結

本試驗在25℃室溫、-30℃低溫、75℃高溫下分別測試3臺車機12h平均靜態(tài)電流，低溫下靜態(tài)電流平均值最低，室溫下次之，高溫下靜態(tài)電流平均值最高。此外，探究發(fā)現靜態(tài)電流存在周期性跳動增加的情況，導致靜態(tài)電流平均值高于電流集中分布的區(qū)間。經對比發(fā)現，3臺車機在相同的溫度條件下，因電流跳動而導致電流平均值被拉高的部分數值接近。但是在高溫下，被拉高部分數值更大，說明高溫下靜態(tài)電流跳變情況更加惡劣。