如何有效降低汽车电子系统成本

采用智能控制至少可以把油泵发动机的功耗减少100瓦。一般说来，一辆汽车发电的效率相对较低：功率每增大100瓦，每百公里耗油量增加0.15升。因此节省这100瓦功率相当于把车重减少50千克。

上表列出了各种可以通过智能开关来降低功耗的汽车负载。目前，由于很多这些负载仍通过内燃机采用机械方式驱动，因此控制起来比较困难。冷却水泵是一个便于通过电力驱动装置进行控制或调节的设备，另外一个适合的应用是液压方向盘控制：仅当导向轮需要转向时才消耗功率。与之相比，即使在直线行使时，现在的轿车也总是需要消耗一千瓦的功率。

表中给出的数字是近似值，而且显然随车型有很大变化。但是，它们清楚地表明，在中程或豪华汽车中仅仅在驾驶系统中就可以节省几百瓦。在这些类型的车辆中，耗油量可以因而从目前的每百公里14升减少到大约6升。

为说明节省燃料的潜力，图3显示了一款中档车辆由发动机(80A)和空调系统引起的额外燃料消耗。为了便于测试，这两个系统是相互断开的，这样，能量都只由电池提供。在这些条件下，我们通过EUDC循环来确定耗油量。可以看出，当这个周期开始时，即在平均速度较低时，耗油量很大。随着这个周期时间的延长，在较高速度阶段，额外消耗降低到大约每百公里2-3升。我们发现，对一个输出功率默认为1千瓦左右的发电机，上面提到的每百公里额外消耗是非常保守的估计，仅在最优引擎速度时才能达到。

依靠电能管理进一步降低系统成本

降低汽车的电能需求量意味着：可以采用功率更小的发动机、电池可变得更小、电缆可具有更小横截面、以及汽车总重量可以降低。

这可以降低汽车设计和制造的总成本。由于功率半导体开关可以在短路和过载(例如油泵被阻塞时)情况下关断，很显然，我们可以相应地减小负载或泵。这反过来又节省了泵的设计成本，同时也减小了泵的重量。

有几个经验规则可用来估算设计成本。每降低一千克的重量，可以把一辆车的设计成本减少10到20DM(或每磅3-6美元)，每节省一瓦特的功率，可以降低成本5-10DM(3-6美元)。

如果把一辆汽车中的所有电气负载加在一起，那么它对总静态功率的需求将在一千瓦左右。在新型的大电流应用系统中，这个数字可以提高几倍。如果所有负载都可以同时接通，那么发动机、电池和电缆必须设计得可以承受这个最大负载。但是，如果能够按一定次序地和智能地接通负载，那么一些大电流负载也就没必要同时接通，从而可大幅度降低最大功率需求。为实现这一点，可以选择性地关断一些负载，也可以通过PWM(图4)把负载减小到最小需求值。

例如，在ABS泵工作时，后窗的加热元件可以暂时关断。为减小高峰电流增大所导致的电压下降，各种电机也可以按不同的时延进行切换。这种电源管理方法也可以用于汽车防盗。同样的方法可用于在发生意外时有选择性地切断负载和动力线，从而大大增强整部车辆的安全和防盗能力。

智能功率半导体开关可降低油耗

在汽车工业中使用智能功率半导体开关已是一个明显的趋势：不仅是用来实现一些附加的功能，而且还可用来降低成本。制造一辆以3升燃料跑一百公里的汽车意味着必须优化电气和机电负载，尤其是机电负载。这里，英飞凌的智能功率半导体开关可以帮助汽车工业实现不但在经济上可行而且在环境上友好的解决方案。//英飞凌科技公司

（责编 杜伟）

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