如今車(chē)隊(duì)管理創(chuàng)新技術(shù)已有了巨大進(jìn)步。無(wú)論貨車(chē)、公交車(chē)、出租車(chē)還是其它運(yùn)輸工具都運(yùn)用了無(wú)線(xiàn)衛(wèi)星定位系統(tǒng)，調(diào)度員可藉此了解所有車(chē)輛的位置、狀態(tài)和油耗狀況，因而大大改善了對(duì)車(chē)隊(duì)的控制和管理。乘客也得到了更好的服務(wù)。顯示屏可提供各種娛樂(lè)內(nèi)容，以及實(shí)用、實(shí)時(shí)的信息，如出發(fā)和到達(dá)時(shí)間、天氣欄和緊急通知。

　　上述車(chē)載系統(tǒng)需要一套復(fù)雜的電源管理方案。新一款專(zhuān)為車(chē)載應(yīng)用設(shè)計(jì)的研華ARK-1388嵌入式工控機(jī)，能夠通過(guò)基于微控器的硬件和軟件來(lái)提供給不同客戶(hù)，非常彈性的安全啟動(dòng)和關(guān)閉時(shí)間設(shè)定。而啟動(dòng)和關(guān)閉過(guò)程是由車(chē)載電池狀態(tài)和點(diǎn)火狀態(tài)直接控制。此外，ARK-1388可以同時(shí)支持12 V和24 V車(chē)載電池系統(tǒng)。這款新型電源管理系統(tǒng)主要適用于出租車(chē)、貨車(chē)、礦車(chē)和公交車(chē)。

　　電源管理系統(tǒng)的挑戰(zhàn)

　　不論在什么條件下工作，機(jī)動(dòng)車(chē)的電氣系統(tǒng)都必須滿(mǎn)足苛刻的電源要求，如負(fù)載突降、冷啟動(dòng)、以及待機(jī)時(shí)必須低功耗等。怎樣才能避免交換機(jī)充電時(shí)電池電纜斷開(kāi)引起的負(fù)載突降？怎樣才能在電壓突然過(guò)高或過(guò)低時(shí)保護(hù)電氣系統(tǒng)，如內(nèi)置車(chē)載空調(diào)？怎樣才能保證車(chē)載設(shè)備的穩(wěn)定性和安全性？下面將作解釋。

　　機(jī)動(dòng)車(chē)電源設(shè)計(jì)的常規(guī)限制

　　如12 V電池電源線(xiàn)的電壓瞬變范圍（VIN）非常寬廣，小至6V，，大至87V。典型的車(chē)載電力系統(tǒng)的工作電壓范圍往往只有在9V ~ 16 V。引擎關(guān)閉時(shí)電池的正常額定電壓為12 V，啟動(dòng)時(shí)為14.4 V。但是，這個(gè)范圍在瞬變狀態(tài)時(shí)很容易擴(kuò)大到80 V峰值以上。

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圖1：模擬輸入電壓

　　由于車(chē)載電子控制單元（ECUS）急劇增加，車(chē)載電池的總電流也隨之增加，這就影響到靜態(tài)（IQ）和關(guān)閉（ISD）電流預(yù)算。引擎關(guān)閉時(shí)仍有一些電氣系統(tǒng)單元在運(yùn)行，這也會(huì)損耗電池。為了控制靜態(tài)（IQ）電流預(yù)算，大多數(shù)用戶(hù)設(shè)置了單個(gè)ECU IQ的最大值。CAN收發(fā)器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘和微控器等設(shè)備可消耗ECU的多數(shù)IQ預(yù)算，因此電源的IQ預(yù)算可降到最低。ARK-1388通過(guò)微控器監(jiān)視車(chē)載電源狀態(tài)，因此休眠模式時(shí)功耗可低于10 mA。

　　為了解決上述問(wèn)題，設(shè)計(jì)師過(guò)去不得不采用獨(dú)立的車(chē)載電源模塊將電子設(shè)備連接到車(chē)載電源系統(tǒng)。這種多為客制化的外置模塊在受到?jīng)_擊和振動(dòng)時(shí)容易損壞，因此削弱了車(chē)載系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

　　這種附加模塊還給制造商帶來(lái)了額外開(kāi)支，且占據(jù)了車(chē)輛空間。而研華產(chǎn)品采用整合化方案，且具有硬件電源保護(hù)和軟件智能監(jiān)控功能，因此可保證安全啟動(dòng)和關(guān)閉。

　　測(cè)試通過(guò)ISO 7637認(rèn)證

　　ISO-7637-2:2004標(biāo)準(zhǔn)指定測(cè)試了客車(chē)以及安裝12 V或24 V電氣系統(tǒng)的商用車(chē)輛中設(shè)備的電瞬態(tài)傳導(dǎo)的兼容性。抗瞬態(tài)失效程度的等級(jí)也有定義。該標(biāo)準(zhǔn)適用于所有安裝電氣系統(tǒng)的道路車(chē)輛，不受推進(jìn)模式的約束。

　　ISO-7637標(biāo)準(zhǔn)附件2中說(shuō)明了車(chē)輛電子設(shè)備功能狀態(tài)的區(qū)分方法。不同的測(cè)試條件說(shuō)明了可能存在的系統(tǒng)工作環(huán)境。功能狀態(tài)分為幾類(lèi)，相應(yīng)的失效機(jī)制也有所不同。選擇的測(cè)試等級(jí)和測(cè)試時(shí)間可根據(jù)研華公司和車(chē)輛制造商的約定定義。

　　ARK-1388 嵌入式工控機(jī)已測(cè)試適用于12 V和24 V電池系統(tǒng)。一種測(cè)試是電源斷開(kāi)電感負(fù)載時(shí)的瞬態(tài)模擬。一種測(cè)試是模擬由于連接電汽配線(xiàn)電感在測(cè)試裝置并聯(lián)設(shè)備中產(chǎn)生的電流突然中斷。還有一種測(cè)試是點(diǎn)火裝置關(guān)閉后DC發(fā)動(dòng)機(jī)充當(dāng)動(dòng)力時(shí)的瞬態(tài)模擬。模擬轉(zhuǎn)換過(guò)程的結(jié)果表明，瞬態(tài)可能發(fā)生，并受分布電容和連接電汽配線(xiàn)電感的影響。

　　若沒(méi)有定義具體值，建議使用I ~ IV欄的等級(jí)。ARK-1388通過(guò)適用于12 V和24 V系統(tǒng)的測(cè)試等級(jí)III；各個(gè)測(cè)試脈沖的詳細(xì)規(guī)格請(qǐng)參考ISO-7637-2認(rèn)證。

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圖2：ISO-7637-2中用于12 V / 24 V系統(tǒng)的測(cè)試等級(jí)

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