1.4 電子電氣系統(tǒng)

1.4.1 汽車電子系統(tǒng)

汽車電氣是隨著發(fā)動(dòng)機(jī)控制、制動(dòng)控制以及駕駛舒適性的發(fā)展而發(fā)展起來(lái)的。近10年來(lái)，隨著新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，汽車產(chǎn)業(yè)70%的創(chuàng)新來(lái)源于汽車電子技術(shù)及其產(chǎn)品的開發(fā)應(yīng)用。在某些高端汽車中，汽車電子在整車中的成本占比已在60%以上。汽車電子系統(tǒng)主要可以分為傳感器、控制器、執(zhí)行器等三個(gè)部分。

1.傳感器

汽車傳感器根據(jù)對(duì)象可劃分為對(duì)車輛內(nèi)部信息的感知和對(duì)車輛外部信息的感知。內(nèi)部感知主要通過(guò)電位器、編碼器、氧傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器、液位傳感器對(duì)節(jié)氣門開度、節(jié)氣門開關(guān)速率、發(fā)動(dòng)機(jī)周圍氣體、油箱液位、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、溫度等車輛內(nèi)部信息進(jìn)行感知；外部感知主要通過(guò)超聲波雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、攝像頭、激光雷達(dá)等對(duì)周圍障礙物、道路信號(hào)、天氣情況進(jìn)行感知。

2.控制器

控制器是汽車電子系統(tǒng)的核心，負(fù)責(zé)整個(gè)控制系統(tǒng)的管理和控制。控制器的核心是微處理器，根據(jù)在內(nèi)存中固化的程序代碼對(duì)傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，通過(guò)一系列邏輯運(yùn)算后得到控制信號(hào)傳給執(zhí)行機(jī)構(gòu)，由伺服電動(dòng)機(jī)、舵機(jī)、車燈、電磁開關(guān)等將電子信號(hào)轉(zhuǎn)換為機(jī)械動(dòng)作，完成對(duì)車輛的相關(guān)控制。

3.執(zhí)行器

車輛中的各控制單元以及傳感器之間需要相互通信，協(xié)同完成一系列動(dòng)作。例如，在車身穩(wěn)定電子系統(tǒng)控制車輪制動(dòng)時(shí)，同時(shí)需要告知發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)降低轉(zhuǎn)矩。各系統(tǒng)之間的相互通信一般是借助汽車數(shù)據(jù)總線完成的，如CAN總線、LIN總線等。

汽車電子系統(tǒng)貫穿于所有的汽車子系統(tǒng)之間，根據(jù)高級(jí)輔助駕駛、動(dòng)力總成、底盤與安全、車身與便捷、信息娛樂(lè)系統(tǒng)的汽車五大系統(tǒng)，相應(yīng)的汽車電子系統(tǒng)組成見表1-6。

1.4.2 汽車電氣系統(tǒng)

汽車電氣系統(tǒng)由發(fā)電機(jī)、一個(gè)或多個(gè)蓄電池及電氣設(shè)備組成（圖1-4）。其中，發(fā)電機(jī)用于機(jī)械能到電能的轉(zhuǎn)換，蓄電池用于電能的存儲(chǔ)，而電氣設(shè)備則作為用電負(fù)載。蓄電池為起動(dòng)機(jī)供電起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。車輛行駛時(shí)，需要不斷給點(diǎn)火系統(tǒng)、燃油噴射系統(tǒng)、控制器、安全系統(tǒng)、舒適系統(tǒng)的電氣設(shè)備、照明和其他一些相關(guān)設(shè)備供電，以保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。在車輛起動(dòng)以及行駛過(guò)程中，汽車電氣系統(tǒng)需要依靠電能管理系統(tǒng)來(lái)協(xié)調(diào)發(fā)電機(jī)、電壓變換器、蓄電池和用電設(shè)備之間的能量分配。車輛發(fā)動(dòng)機(jī)處于熄火狀態(tài)時(shí)，電能管理系統(tǒng)需要監(jiān)視蓄電池狀態(tài)，保證能夠具備下次起動(dòng)車輛所需要的能量。電能管理系統(tǒng)調(diào)節(jié)控制整個(gè)系統(tǒng)的電能分配，對(duì)用電設(shè)備的功率需求和整車電氣系統(tǒng)的可供功率進(jìn)行比較，確保供求平衡，是整個(gè)電氣系統(tǒng)的核心。