整車待機時長評價方法研究

馬汶鍇，畢騰飛，梁俊凱，宋朋宇

（中國汽車技術(shù)研究中心有限公司，天津 300300）

1 引言

隨著汽車智能化的發(fā)展，越來越多的電子電器零部件產(chǎn)品應(yīng)用到汽車上，尤其是智能化的產(chǎn)品，使汽車具備更多的功能，讓汽車隨著智能化的發(fā)展，更加科技化，更加適應(yīng)消費者的需求。在迎合消費者的同時，電子電器產(chǎn)品的增加也會導(dǎo)致整車靜態(tài)電流的增大。整車靜態(tài)電流過大，會造成蓄電池的能量消耗過快，導(dǎo)致蓄電池電量不足甚至虧電，使得整車待機時長無法滿足日常的使用。在車輛靜止停放時，蓄電池的電量不足會造成車輛無法正常啟動。因此，對整車待機時長的評價方法進行研究勢在必行。本文結(jié)合實際情況，通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)測試10款車型的實車整車靜態(tài)電流，和與之匹配的蓄電池數(shù)據(jù)，提出了一個整車待機時長的計算公式。本文提出的整車待機時長評價方法是由整車待機時長的計算公式得出的一種評價方法，可以為整車電氣系統(tǒng)開發(fā)做參考。

2 整車靜態(tài)電流概述

2.1 靜態(tài)電流的定義

靜態(tài)電流又稱為暗電流，整車靜態(tài)電流指汽車在ACC關(guān)閉且車處于鎖閉狀態(tài)下，整車處于休眠狀態(tài)時的電流消耗。整車上與蓄電池直接相連的有些電子電器部件，會長期處于低功耗狀態(tài)，這些部件會產(chǎn)生電流消耗，即單元部件靜態(tài)電流。整車所有的單元部件產(chǎn)生的靜態(tài)電流的總和，即為整車的靜態(tài)電流。

2.2 靜態(tài)電流產(chǎn)生的原因

1）有些電子電器產(chǎn)品為了保持數(shù)據(jù)記憶功能，需長期供電。這些電器主要是控制器單元，如娛樂系統(tǒng)控制器、整車控制器等。

2）防盜傳感器需要長期供電。以保證車輛在任何時刻都在防盜狀態(tài)下。

3）改裝車輛導(dǎo)致靜態(tài)電流的產(chǎn)生。有些用戶會對車進行加裝與改裝，有些后裝的電子電器產(chǎn)品的電源是直接從蓄電池正極取電，這就會造成整車靜態(tài)電流的增加。

4）有些車載網(wǎng)絡(luò)終端在整車休眠狀態(tài)下有階段性喚醒策略，需長期供電。這些車載網(wǎng)絡(luò)終端的階段性喚醒，會導(dǎo)致每過一段時間，車載網(wǎng)絡(luò)終端就會從休眠狀態(tài)喚醒一次，進行數(shù)據(jù)傳輸，產(chǎn)生一個峰值電流，造成整車靜態(tài)電流增加。

3 整車待機時長計算方法

目前，國內(nèi)外沒有相關(guān)標準對整車靜態(tài)電流進行統(tǒng)一要求。不同品牌的車由于配置的不同，最終設(shè)計允許的靜態(tài)電流值也不同，但整車廠會在車型研發(fā)階段，綜合整車電平衡的結(jié)果，來要求允許的最大整車靜態(tài)電流。整車靜態(tài)電流的設(shè)計主要考慮車輛的運輸、存儲、停放等方面的需求，一般情況下歐洲要求車輛停放時間為6～8周，即在6～8周可以正常起動車輛。目前國內(nèi)對整車待機時長的要求，通常是按照45天來設(shè)計的。通過整車靜態(tài)電流值與蓄電池的最低啟動容量值，可計算出整車的待機時長。由于蓄電池是一個電化學(xué)的過程，沒有一個嚴格意義的標準進行虧電定義，蓄電池的容量會受到環(huán)境溫度與放電倍率的影響，不同的使用環(huán)境，不同的放電倍率都會體現(xiàn)不同放電特性。通常情況下，車輛在下線時的蓄電池實際容量為其額定容量的90%。

通常蓄電池在靜置的狀態(tài)下會進行自放電，按照試驗數(shù)據(jù)分析，蓄電池一個月的自損耗率為3%，蓄電池一天的自損耗率約為0.1%。

不同的汽車，啟動所需蓄電池的最低容量不同。通過在室溫下 （排除溫度對蓄電池的影響）實際測試10款乘用車，蓄電池最低啟動容量基本上在蓄電池總?cè)萘康?0%～70%之間，實測數(shù)據(jù)見表1，所以一般的蓄電池低于電池總?cè)萘康?0%～70%時，蓄電池處于虧電狀態(tài)，車輛無法正常啟動，蓄電池需要進行充電。

表1 蓄電池最低啟動容量

整車的靜態(tài)電流測試，需要在室溫下在整車進入休眠狀態(tài)下進行測試。通過實際測試發(fā)現(xiàn)，有些車在不關(guān)閉車門、不關(guān)閉發(fā)動機罩，或者不鎖車的狀態(tài)下，無法完全進入休眠的狀態(tài)。為了使測試整車進入休眠狀態(tài)，本次試驗將所有車門與發(fā)動機罩完全關(guān)閉，且車在完全鎖閉的狀態(tài)下進行檢測。通過測試整車休眠后，24h的整車靜態(tài)電流的平均值I，來確定整車靜態(tài)電流，見表2中的整車靜態(tài)電流值。在實際測試中發(fā)現(xiàn)，試驗用的10款車均在30min內(nèi)可以達到完全休眠狀態(tài)。

本文整車待機時長的計算，按照之前調(diào)研的結(jié)果，根據(jù)蓄電池實際容量的90%來計算。結(jié)合蓄電池容量等參數(shù)，整車待機時長的計算原理為：整車靜態(tài)電流的消耗容量+蓄電池自損耗容量=（90%-蓄電池最低啟動容量百分比L%）×蓄電池容量，其計算方法如下公式：

式中：I——整車靜態(tài)電流；T——整車待機時長；C20——蓄電池標稱容量；L——蓄電池最低啟動容量百分比。

對以上公式形式進行轉(zhuǎn)換，即可得到整車待機時長T：

以下是通過10款車型的整車靜態(tài)電流值和蓄電池容量等參數(shù)，結(jié)合表1數(shù)據(jù)，計算出的理論待機時長，數(shù)據(jù)見表2。

表2 整車待機時長試驗結(jié)果

通過結(jié)果分析，測試的10款乘用車的理論待機時長從18.7天到78.5天不等。按照45天可以達到整車電氣系統(tǒng)設(shè)計要求，待機時長大于45天的車型，是最優(yōu)的設(shè)計。此次測試的10款車型，其中6款車的待機時長超過了45天，其余4款車的待機時長低于45天，其中此次測試待機時長最少的車型為18.7天。

4 結(jié)論

通過系統(tǒng)性的測試整車靜態(tài)電流和蓄電池的最低啟動容量，計算得到理論整車待機時長，為整車電氣系統(tǒng)驗證提供理論依據(jù)，也為整車待機時長的評價提供方法。后續(xù)可依據(jù)此方法對整車待機時長進行評價，作為一個評價指標指導(dǎo)消費者選購車型。