房车电控系统的匹配

陈 晶 冷树朋

（1.华晨专用车装备科技（大连）有限公司，辽宁 大连 116600；2.松下软件开发（大连）有限公司，辽宁 大连 116600）

0 引言

随着人们生活水平的不断提高，人们对房车的需求也在不断增加，房车市场也在不断扩大，但是在目前中国房车产业发展和营地相对滞后的大背景下，我们面临一个很大的问题就是“电不够用”。因此，电能存储和续航是我们面临的一个重大课题，也是消费者最关心的一个问题。所以要想合理地匹配电控系统，电气设计就至关重要。该文将系统地介绍房车的电控系统的组成、匹配和电气工作原理等问题。

1 房车的电控系统的组成及工作原理

1.1 房车电控系统的组成

房车电控系统的组成，主要是直流12 V系统及交流220 V，50 Hz 系统组成，形成了以供电系统、用电系统、触控系统、网络系统和控制设备组成，形成了集供电、网络和智能为一体的解决方案，具有可靠性高、功能强大、界面美观的特点，所有的器件选择遵循可靠性、稳定性和性价比的原则进行设计[1]。

房车的供电系统主要是由辅助电瓶、原车发电机、外接220 V 电源、后加装车载发电机及太阳能板供电，如图1 所示，目前房车的辅助电池大部分都使用锂电进行储能。因为锂电具有能量比较高、使用寿命长、自放电低、额定电压高等优点，因此得到了越来越多人的青睐，但是锂电的安全性能又是人们比较担心的问题，因此在选用锂电时，必须选择高品质、全性较高的磷酸铁锂电池。目前在设计的过程中，房车的直流系统也不仅仅局限在12 V 系统，很多房车采用24 V 系统、48 V 系统、甚至更高的高电压系统，通过升、降压模块等手段来对辅助电瓶充电、并且对直流设备供电，这样可以提升电压，减少电流，使供电系统能够提供更长时间的电能，充分利用电能的使用率，提高使用效率。

用电设备主要包括照明系统、厨卫系统、通风系统以及一些生活必备的系统。照明系统包括射灯、氛围灯以及阅读灯等；厨卫系统包括吸油烟机、水泵、冰箱、热水器、电磁炉和洗衣机等；通风系统包括换气扇、空调等；以及一些必备的加热器、插座、路由器和电视等生活系统。

触控系统主要是由直流控制模块、交流控制模块和控制屏3 套设备组成的，通过CAN 总线的连接实现通信，进而对全车的电气系统通过控制屏来进行集成控制，集成控制大大地实现了操作的方便性、可靠性。

网络系统目前主要是通过无线路由器来实现4G 网络的连接，从而实现车内的无线网络覆盖，车内配有智能电视机、智能空调等设备。

图1 房车电控系统的组成

1.2 房车电控系统的工作原理

房车的控制主要是通过控制屏来控制，进入房车的第一步需要打开电源总开关，通过控制低电压保护器（此低电压保护器集成了继电器的功能）整车通电，有一些设备打开主开关后直接通电，有一些设备需要通过触摸控制面板进行控制，控制盒识别输入的信号，并输出任务信号，用电设备开始工作。但是由于一些设备本身的限制以及用电匹配的要求，需要进行一些特殊的设置，例如由于水泵在空转时不能超过15 s，否则将会损坏水泵，所以当检测到清水箱水位低于10%时，对客户将进行提示音报警，水泵将不进行工作。当电池电量的剩余量未20%时，车内将会进行提示音报警，告知使用者，需要进行电能的补给。当灰水箱中的水位达到80%时，车内将会进行提示音报警，告知使用者灰水箱将满，需要进行清理。当需要启用交流220 V 设备时，需要打开充逆变一体机的开关，可将电池直流电12 V 逆变到交流电220 V，然后再通过触摸屏来控制交流设备，由于充逆变一体机的功率有限，不能同时带载所有交流设备，因此在控制中需要对设备的控制进行互锁，即洗衣机与电磁炉在逆变模式下不可以同时使用，电磁炉的优先级高于洗衣机等。在插入市电或者是发电机时，通过充逆变一体机的旁路给设备供电时，此设备可以同时使用。

2 房车电控系统的匹配

2.1 房车电控系统的供电总成

该文以国产依维柯C 型房车的电控系统为例，此系统由主发电机给原车电瓶进行供电，副发电机给辅助电瓶进行供电，实现了原车线路与改装线路的最大程度上的分离及电源供给。主、副电瓶中间用双电池分离器进行隔离，用总开关控制低电压保护器进行控制整车通断电状态，输出后需要打开总开关直接通电的设备直接通过保险输出，用控制屏控制的需要经过直流控制器与交流控制器进行输出。交流220 V输入通过充逆变一体机为辅助电瓶进行充电，同时也为交流220 V 输出提供电能。

国产依维柯C 型房车采用的是依维柯欧胜底盘，此款底盘是双发电机系统，这样可以最大限度地满足车主的用电，而且将原车系统与改装系统分离开，主发电机主要是给原车供电，副发电机主要是供给改装部分使用，2 个发电机的额定电流均为150 A，整个系统的锂电池选择的为280AH 磷酸铁锂，客户也可根据自己的需求进行安装。

2.2 房车电控系统的匹配与选择

整车的直流线束全部采用的是德标汽车低压专用电缆，具有较高的可靠性，交流线束采用的是国标三芯护套线束，符合GB5023—2008 标准。对于一些其他的配电设备双电池分离器的选择首先是电压值，其次需要考虑电流值，市面上的双电池分离器有很多种，分为双激活、单激活以及单激活限流双电池分离器，为了保护发电机，增加辅助电池的使用寿命，所以选择的是单激活限流双电池分离器，当检测到原车发电机发电时，单激活双电池分离器接通，原车发电机可以给辅助电池供电，根据电池的容量选择电流值，一般最好的充电电流在30%左右，该车的辅助电池在280 AH，发电机通过双电池分离器的电流限制，充电电流为84 A 左右。该车无论是直流系统还是交流系统，输出每一路都具有过载保护功能，保险的选择根据负载端的功率来进行确定，直流系统采用的是插片式保险丝，交流系统采用的是自复位保险。低电压保护器的选择主要是根据辅助电池的类型来选择低电压值，目前磷酸铁锂选择的低电压值为11.5 V，最高电压值设定在16 V，防止锂电在充满的一瞬间，超过低电压保护器最高设定值，导致低电压保护器重启。充逆变一体机的选择主要是根据辅助电池的类型来选择电压值，包括低压报警及充电电压值。根据交流的负载设备来选取功率，另外还包括充电电流、转换效率和使用环境等来进行选择，为了稳定可靠，目前全部采用工频纯正弦波3 000 W 充逆变一体机。工频纯正弦波充逆变一体机虽然具有体积大、价格高等缺点，但是它具有高可靠性、接近家用电等优点，因此目前房车大多选择此类型的充逆变一体机。太阳能控制器的选择主要是根据辅助电池的容量、转换效率以及所要供给的设备等，如果额定功率为400 W 的太阳能电池板，在标准的光照强度，电池缺电情况下，理论上1 h 蓄电量为400W÷18V×12V×1h＝0.267kW·h，也就是我们常说的0.267 度电，如果按照每天平均光照6 h 计算，那么0.267kW·h×6 ＝1.602kW·h，约合1.6 度电，这1.6 度电对于房车上的小家电来说，就已经足够使用。但是在设计时，会考虑到个性化需求以及每个客户对用电量要求的不同，此款房车我们预留了1 000 W 太阳能的安装空间及线束，客户可根据要求自行安装，为客户提供更多的选择与自行改装的空间。

除了以上，如果客户对电能还有更高的要求，还可以自行增加车载发电机对整车进行供电，预留了底置发电机的位置，可以大大地满足客户对电能的需求。另外还有一些辅助设备，例如360 环视系统，可以用来帮助客户更好地驾驶车辆；例如增加后拖车钩，需要预留相应的尾灯线束及电源线，可以用来牵引车辆等。

3 结语

房车的电控系统主要为房车提供相应的电能保障，在安全可靠的前提下，尽量满足人们的出行需要。目前房车的控制是通过人机交互的方式展现，具有很强的灵活性、可扩展性强、系统的可靠性高，可实现对车内电气设备的自动化控制[2]。我相信随着技术的发展，房车的电控系统将越来越智能化，越来越多的厂家开始研究智能互联系统，希望将后改装部分能与原车部分越来越紧密的连接，因此随着房车的不断发展，技术不断的提高，房车的电控系统越来越满足现代人的出行需要。