一种整车电源分配设计及优化方法

张晓辉

（海马汽车有限公司，河南 郑州 450000）

1 前言

随着汽车配置及功能的飞速发展，汽车电气系统变得越来越复杂和多样化，电气系统的稳定，不仅影响到具体电气零件的功能使用，而且对整车的安全、驾驶都起着关键的作用。本文通过对常见的汽车整车电源分配方案进行分析，阐述了一种整车电源分配设计及优化方法，这对新车型电源分配设计，有一定的指导意义。

2 电源分配的基本原理分析

以某车型为例，通过电源分配方案，可以基本看出该车型的基本电气原理、控制方法和基本功能。整车电源分配方案如图1所示。

图1 整车电源分配方案

2.1 蓄电池熔断丝盒电源系统 （表1）

主要包含蓄电池传感器熔断丝 （连接蓄电池传感器）、EPS熔断丝 （连接EPS电源）、起动熔断丝 （连接起动机主电源）、发电机熔断丝 （连接发电机输出）、前机舱主熔断丝（连接前机舱熔断丝盒）。

表1 蓄电池熔断丝盒

2.2 钥匙电源系统

1）包括ST电源、ACC电源、IG1电源、IG2电源。其中，点火锁配置的ACC、IG1、IG2电源直接由点火开关控制，通过将点火锁1和点火锁2两个常电熔断丝的电源，分成ACC、IG1、IG2电源。一键启动配置的ACC、IG1、IG2电源受继电器控制，继电器由PEPS或BCM控制，电源熔断丝及挡位控制如表2所示。

表2 电源熔断丝及挡位控制

2）ACC、IG1、IG2电源挡位负载主要包括以下内容，如表3所示。

表3 电源继电器控制原理及负载

3）点火锁MT配置的起动励磁信号，受传动链继电器控制，踩下离合踏板时，ST挡位接通起动；点火锁CVT配置的起动励磁信号，受起动锁止继电器和TCU控制，踩下制动踏板时，ST挡位接通起动机起动。

一键启动配置的起动励磁信号，受ST继电器控制。MT配置踩下离合踏板时，PEPS或BCM收到离合踏板信号，吸合ST继电器；CVT配置继电器踩下制动踏板时，PEPS和TCU同时控制ST继电器，使ST继电器吸合。ST挡位接通原理如表4所示。

表4 ST挡位接通原理

2.3 主继电器系统

主继电器系统主要给电喷系统供电，电喷系统主要包括EMS、点火线圈、喷油器、氧传感器等，另外一些动力系统的继电器线圈，如真空助力泵继电器、压缩机继电器、油泵继电器、低速风扇继电器、高速风扇继电器、电子水泵继电器等线圈端受主继电器电控制。当钥匙电源置于IG1挡位时，主继电器受EMS控制吸合，主继电器开始供电。主继电器系统控制原理及负载如表5所示。

表5 主继电器系统控制原理及负载

2.4 灯光系统

灯光系统主要包括小灯、远光灯、近光灯、左前雾灯、右前雾灯、倒车灯、制动灯等。

1）小灯继电器受BCM控制，当组合开关小灯开关闭合时，小灯继电器闭合，小灯继电器负载主要包括左右前位置灯、左右后位置灯、左右前照灯调光电机、左开关组、背光等。

2）远光灯继电器受BCM控制，当组合开关远光灯开关闭合时，远光灯继电器闭合，远光灯点亮；近光灯继电器同样受BCM控制，当组合开关近光灯开关闭合时，近光灯灯继电器闭合，近光灯点亮。

3）左右前雾灯继电器受BCM控制，当组合开关雾灯开关闭合时，雾灯继电器闭合，雾灯点亮。

4）CVT／AT配置倒车灯继电器受BCM控制，当置于倒挡时，倒车灯继电器闭合，倒车灯点亮。

5）制动灯继电器受BCM控制，踩下制动踏板时，制动灯继电器闭合，BCM收到制动开关信号，驱动制动灯点亮。灯光系统控制原理及负载如表6所示。

表6 灯光系统控制原理及负载

2.5 喇叭系统

喇叭继电器受BCM控制，当按下喇叭开关时，喇叭继电器闭合，高音喇叭、低音喇叭开始工作。

2.6 换挡锁止系统

CVT车型换挡锁止继电器主电路与TCU共用熔断丝，受TCU及BCM控制，ON挡状态踩下制动踏板时，继电器吸合，换挡机构中电磁阀吸合，挡杆可以从P挡换到其他挡位。

2.7 其他常电系统

其他常见的常电系统控制原理及负载如表7所示。

表7 其他常电系统控制原理及负载

3 电源分配的优化方案

根据对标分析及合理性考虑，在熔断丝盒重开的前提下，电源分配方案可以在以下几个方面做进一步优化。

3.1 熔断丝适配

1）主继电器下负载增加单独熔断丝，如点火线圈、喷油器增加单独熔断丝保护，氧传感器增加单独熔断丝保护。

2）小灯继电器下负载增加单独熔断丝，如前位置灯、背光灯分开用单独熔断丝保护。

3）左右前雾灯、远光灯、近光灯分别用单独的熔断丝保护。

3.2 熔断丝、继电器布置位置

在布置方面，通过电源分配图，结合熔断丝和继电器布置位置分析，发现以下问题。

1）点火锁熔断丝在前机舱里，电源继电器在仪表台右侧，电源熔断丝在仪表台左侧，线束回路绕线长。

2）同1）原因，目前电子水泵熔断丝与继电器分开，可以优化在一起。

3）其他尽可能将相同功能的熔断丝、继电器放在同一位置。

3.3 熔断丝盒通用化

熔断丝盒的不同，是造成线束件号不同的重要原因之一。为了减少不同车型的线束差异，可以先从熔断丝盒的通用化开始考虑，比如采用多个小熔断丝盒的策略，将各车型基本配置的继电器和熔断丝，放在一个熔断丝盒中；将选装配置的继电器和熔断丝，放在选装熔断丝盒当中。基本配置熔断丝盒，与不同的选装熔断丝盒之间，用相同的连接方式连接。熔断丝盒通用化思路如图2所示。

图2 熔断丝盒通用化思路

4 总结

本文通过对常见的汽车整车电源分配方案进行分析，阐述了一种整车电源分配设计及优化方法。电源分配图与整车电气原理图对应使用，电源分配图不仅可以快速集中汇总整车熔断丝、用电器、负载之间的关系，而且可以用来指导熔断丝盒的设计开发，熔断丝、继电器位置的合理分配、线束走向的优化、线束通用等，为验证整车电路设计的合理性，提供了有力保障。