商用车电子技术

1896192019872006商用车电子技术上海交通大学汽车工程研究院2013年10月30日联系方式黄宏成上海交通大学汽车工程研究院汽车电子控制技术国家工程实验室办公室：闵行校区机械楼A617室[e-mail]汽车电子控制技术国家工程实验室国家发改委理事会教育部上海交通大学实验室主任技术委员会产学研合作部研发实验部综合业务部行政办公室主管依托基础元器件研发实验室控制仿真与策略研发实验室动力传动系统控制实验室汽车总线与电子电器实验室底盘控制与主动安全实验室汽车电子控制技术国家工程实验室整车与零部件产品动力与传动控制系统先进研发、检测试验、标准法规、人才培养、国际合作、成果转化、信息交流等公共支撑平台底盘与安全控制系统汽车先进电控系统应用技术共性关键技术基础核心技术车身总线电子控制系统发动机、自动变速、ABS/TCS/ESP、多能源管理、电机、动力蓄电池、BCM电控系统等模块化控制软件架构、实时控制系统、标准化的控制电路硬件、控制策略开发工具等数模混合集成IC、功率元器件技术、传感器技术、电磁阀、液压阀、高压喷嘴设计等内容提纲汽车电子技术概述商用车电源商用车车载信息系统混合动力客车技术概述汽车电子是车体汽车电子控制装置和车载汽车电子控制装置的总称。（百度百科）•车体汽车电子控制装置，包括发动机控制系统、底盘控制系统和车身电子控制系统（车身电子ECU）•车载汽车电子包括汽车信息系统、汽车导航系统和汽车娱乐系统。概述2008年中国汽车电子产品结构占比情况概述据统计，汽车电子产品占整车价值的比例已由上世纪80年代末期的5%上升到目前的25%，并且中高档轿车已占30%以上。80年代20082015Date90年代202050%25%10%5%60%概述汽车上电机的数量概述汽车上用电量概述汽车上ECU的数量概述动力总成控制器的容量与运算速度概述概述概述汽车电子技术的发展概述概述世界汽车电子企业Top10（2011）概述世界汽车电子企业Top10（2011）博世（全球第一大汽车技术供应商，博世的ESP最出名）电装（电装是日本排名第一的零部件及系统的顶级供应商，丰田的嫡系）爱信精机（世界第九大汽车零部件生产商，爱信的变速箱最出名，丰田的嫡系）大陆集团（德国，全球第五大汽车零部件供应商，制动系统和马牌轮胎）天合汽车集团（世界汽车安全系统的先驱）伟世通（全球汽车电子供应商中处于领军地位）江森自控（汽车配件和建筑设施方面居世界领先地位）德尔福（全球领先的汽车与汽车电子零部件及系统技术供应商）西门子（目前已经成为德国大陆的一部分了，专攻汽车电子）麦格纳（全球第三大、北美第一大汽车零部件供应商）概述我国汽车电子企业Top10概述航盛的主要电子产品AM/FM/RDS车载收音机CD/MP3/USB/SD车载CD播放器VirtualCDC虚拟六碟播放器DAB/数字音频广播DigitalAmp数字功放BT蓝牙BCM/车身控制模块TPMS/胎压监测系统PKE/无钥匙门禁系统RearViewSystem倒车后视ACC自适应巡航控制系统TCU自动变速箱控制器UPA/倒车雷达PHEV：插电式混合动力汽车:PCU/SCU/MCU/BMSBUSPHEV：大巴混合动力:PCU/SCUMCU/BMSLowSpeedEV:低速电动汽车MCU/BMSAVN音视频导航ElectronicsControl控制电子Newenergyautomotive新能源汽车Audio音频DVD/DVDCDVD播放器NAVI/导航DTV/数字电视MFD多功能显示器RSES后座娱乐系统概述市场被国外品牌垄断，国产品牌几乎没有发动机管理系统EMS技术受国外封锁，国产品牌几乎没有自动变速控制单元TCU国产品牌只占10%的市场份额车用传感器乘用车ABS市场国产品牌只占3%商用车ABS市场国产品牌占30%防抱死系统ABS概述国内汽车电子企业约有1000多家。主要集中在车载电子领域，如汽车音响、仪表、通讯导航等。绝大部分企业规模都比较小，产品单一并且技术含量较低，规模化大生产还未形成汽车电子产品主要以进口为主，国内合资企业和国内企业的产品所占份额不到30%汽车电子控制系统的开发是和整车开发同步进行的，不掌握核心技术，就不能进行新车型的开发；而只有建立了中国自己的汽车电子产业，才有可能摆脱受制于人的局面汽车已成为目前中国的第三大产业，未来汽车的发展必须抓住以电子技术为基础这一重点商用车电源两个电源：发电机主要是在汽车正常运转时向用电设备电源，蓄电池主要是起动用电为辅助电源。并联单线：所有电器件都是并联在蓄电池两端汽车的发动机、底盘、车身等金属体为各电器设备公共并联支路。低压直流：商用车电压24V三种，由于蓄电池充电与放电为直流电，所以汽车为低压直流。负极搭铁：根据《汽车电气设备基本技术条件》规定汽车电气系统采用单线制时必须统一用负极搭铁。商用车电源蓄电池和发电机是汽车上的两大电源。蓄电池是汽车上的两个电源之一，是一种可逆直流电源，在汽车上与发电机并联，其主要作用是：起动机发动机发电机供电照明蓄电池1000A供电照明商用车电源蓄电池主要由极板、隔板、外壳、电解液等组成。盛装有电解液，插入多个用隔板隔开的正负极组便成为单体电池。每个单体电池的标称电压为2V，将6个单体电池串联后便成为一只12V蓄电池总成，2个蓄电池串联成24V。商用车电源放电：比重下降；充电：比重上升商用车电源商用车电源蓄电池容量等于放电电流If与放电时间tf的乘积：C＝If·tf额定容量据国标GB5008.1－2013《起动用铅酸蓄电池技术条件》规定，将充足电的新蓄电池，在电解液温度为25±5℃的条件下，以20小时率的放电电流（即0.05C20安培）连续放电至单池平均电压降到1.75V时，输出的电量称为蓄电池的额定容量，用C20表示。单位为A·h。商用车电源蓄电池放电特性比较商用车电源蓄电池选型低温启动性能商用车电源干荷电蓄电池极板组在干燥状态的条件下能够较长期地保存电荷。在规定的保存期内(两年)如需使用，只要灌入符合规定密度的电解液，搁置15min，调整液面高度至规定标准后。不需要进行初充电即可投入使用，且其荷电量可达到蓄电池额定容量的80％以上。国内已大量生产，取代普通铅酸蓄电池。湿荷电蓄电池允许保存时间为6个月。商用车电源免维护蓄电池MF蓄电池(MaintenanceFree)，在合理的使用期限内不需添加蒸馏水，不需进行维护，能保证蓄电池的技术状况良好和一定的使用寿命。商用车电源发电机是汽车的主要电源，其功用是在发动机正常运转时，向所有用电设备（启动机除外）供电，同时给蓄电池充电。商用车电源产品代号：JF、JFZ、JFB和JFW四种。（“J”、“F”、“Z”、“B”和“W”分别代表“发”、“电”、“整”、“泵”和“无”）。电压等级代号：1－12V；2－24V；6－6V。商用车电源带泵交流发电机的转子轴很长并伸出后端盖，利用外花键与真空泵的转于内花键相连接，驱动真空泵与发电机转子同步旋转，给汽车制动系中的真空筒抽真空，为制动系的真空增压器提供真空源，主要用于没有真空源的柴油机商用车电源商用车电源1、转子：转子由转子轴、励磁绕组、两块爪形磁极、滑环等组成。它的作用是当通过电刷给励磁绕组供电时，励磁绕组产生磁场。发电机构造图商用车电源定子构造与绕组连接图2、定子：定子又叫电枢，由铁心和三相绕组组成，其功用是产生感应电动势。定子绕组有星形连接和三角形连接两种形式。在星形连接形式中，三相绕组的公共接点称为中性点，一般用“N”表示。商用车电源整流器实物与硅二极管连接图3、整流器：整流器的功用是将发电机定子绕组产生的交流电变换为直流电。一般由6只整流硅二极管和安装二极管的散热板组成。目前国内外采用的硅整流发电机均为负极搭铁。商用车电源4、端盖和电刷总成：前后端盖均由铝合金压铸或砂模铸造而成，这是因为铝合金为非导磁性材料，可减少磁化并具有轻便、散热性能良好的优点。电刷总成由两只电刷、电刷弹簧和电刷架组成。电刷装在电刷架的孔内，借电刷弹簧的压力与转子总成上的滑环保持接触，用于给转子绕组提供磁场电流。端盖与电刷架总成（捷达CIF轿车发电机）商用车电源5、电子调节器电子调节器是利用晶体三极管的开关特性，使磁场电路接通和断开来调节磁场绕组的平均电流。电子式电压调节器利用三极管的开关特性，在发电机转速变化时，通过改变励磁绕组电路的接通和断开的时间比来调节励磁电路的平均电流。各种电子式电压调节器的工作原理基本相同。调节器实物与连接图商用车电源商用车电器线路采用单线制，负极搭铁，标称电压DC24V。由两只12V干荷式蓄电池串联后与发电机并联，作为整车供电电源，电池容量的大小依据车型而异。在汽车未发动前，全车电源均由蓄电池供给，发动机发动后带动发电机工作，当发电机L(或WL、D+、)端对地电压达到一定值（DC24V左右）时，仪表板上的发电机指示灯由亮转变为熄灭，表示发电机已正常发电，此时发电机与蓄电池并联为汽车供电。如汽车用电量不大，发电机电压升高即能对蓄电池进行补充充电。当发电机停止工作时，发电机指示灯即亮，表示蓄电池处于放电状态。商用车车载信息系统车载信息系统（Telematics）定义Telematics=Telecommunication（通信）+Informatics（信息科学）Telematics按字面可定义为通过内置在汽车、航空、船舶、火车等运输工具上的计算机系统、无线通信技术、卫星导航装置、交换文字、语音等信息的互联网技术而提供信息的服务系统。Telematics不是一套软件，也不是一个终端，而是一套服务系统商用车车载信息系统商用车车载信息系统•Telematics主要包括通讯、安防、定位和信息娱乐四大类功能。定位导航信息娱乐远程防盗定位救援远程控制远程诊断电子邮件电子商务新闻浏览在线影音定位地图显示路线制定安防通讯网络运营商卫星、地面广播、移动网络、宽带等软件提供商硬件提供商内容提供商&内容集成商整车厂整车厂服务供应商车载电话蓝牙免提路线搜索路线引导兴趣点查询服务消费者Telematics运营方式Telematics功能分类商用车车载信息系统效率（管理，控制，节能）便捷（舒适，沟通，资讯）安全（预警，救援，维保）政府及运营企业汽车制造商TSP流量管控紧急告知及救援•节能环保分析及管控•车辆调度•车辆燃油补贴•智能交通系统规划娱乐服务•车辆智能导航系统•车辆定位服务系统•互联网及网上社区服务•气象资讯服务•即时路况服务•商旅信息服务•金融信息服务•乘客影音娱乐系统•车辆停车引导系统•车辆定位及运营监控•流量监测及分析•道路使用及收费•车队管理、线路优化•安全管理，成本管理•运行数据采集与分析•车辆故障诊断•车辆定位及追踪•车辆紧急救援•车辆远程控制•车辆防撞防盗•车辆安全运营报告•车辆紧急通讯系统商用车车载信息系统目前全球车联网三大发展重点区域为美国、欧洲与亚太；鉴于区域市场特性、生活形态、社会制度及政府角色不同等因素，有着不同的发展模式与重点北美：地广人稀，交通发达，车联网强调车辆与人员安防功能欧洲：国家众多且语言不一致，车联网强调解决语言及文化上所形成的障碍，以及提供跨国无缝衔接的信息服务日本：地理范围小，城市人口密集度高，通过车联网解决城市交通不便与易迷路的难题，导航、LBS服务则成为最必要的功能中国：安防、交通信息、位置监控及导航服务；自11年起，随着国家相关法规政策的出台，转为以运营监控为核心。商用车车载信息系统而国内产品仍处于初级阶段：仅限于蓝牙、免提和导航。整车厂的介入能够为消费者提供更加完备和高效的产品及服务，必将有力的推动中国车载信息系统的发展1234中国车载信息系统市场现状规模较小–客户接受度较低，对此项服务的接受需要认知过程–大型汽车制造商刚展开研发，目前市场中仅小型第三方服务提供商推动，市场规模较小参与者较少–只有少部分车型加装车载信息系统，集中在高级轿车和中高级轿车服务