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如何保障公交車輛“用電安全”? 訪森鵬科技技術副總監左成鋼

2019-09-29 作者:仁義 來源:中國客車網

  從柴油動力到純電驅動、從數據分析到車輛診斷、從人機交互到智能駕駛……技術的發展與迭代無疑為客車業帶來了嶄新的發展機遇。而以上種種功能與技術的實現都離不開一個重要因素,即車輛的電子電器架構及“用電安全”保障。當下的中國客車業,純電動公交是絕對的“主力軍”,在如此行業大背景下,車輛的“用電安全”被擺到了史無前例的重要位置。

  如何保障車輛“用電安全”?不少公交企業提出了這樣的疑問。帶著問題,中國客車網公共交通滿意度調研活動(小組)走進鄭州森鵬電子技術有限公司(簡稱:森鵬科技),采訪到了森鵬科技技術副總監左成鋼,他向記者闡述了森鵬在優化客車電子電器架構方面做的種種探索并給出了保障車輛“用電安全”的“良方”。

森鵬科技技術副總監左成鋼

  市場規模決定研發能力 商用車亟待優化電子電器架構設計

  “進入森鵬科技之前,我任職于上海李爾汽車零件有限公司亞太研發中心,主要側重車輛電子部件的研發、生產與驗證相關工作。2018年5月入職森鵬科技,擔任技術副總監,主持森鵬新一代全芯片數字配電模塊(SPDU)的研發。左成鋼向中國客車表示:“在李爾主要做乘用車,到了森鵬以后做商用車。就我個人的行業了解,商用車和乘用車之間從行業規模到技術水平,特別是在車輛電子電器架構方面,差距還是非常大的。”

  “乘用車在全球范圍內年銷量可以達到幾千萬輛的級別,商用車大約是幾十萬輛,首先二者在市場規模上級別差的很大。再聚焦到客車這一細分市場,我國客車產銷已經連續十多年位居世界第一,但客車的體量相較卡車和工程機械總體還是要小。”左成鋼表示,客車因為市場規模的限制,從技術研發與應用的角度來講,產業鏈成熟度并沒有那么高。

  誠如左成鋼所言,汽車行業大量的技術創新都由乘用車先行研發應用,后續輻射至商用車領域。特別是在電子電器領域,商用車由于市場規模與受眾群體的不同,車載電子電器設備的技術水平與換代速度長期滯后于乘用車。伴隨著新能源客車市場化規模擴張以及商用車智能網聯化時代的全面到來,商用車電子電器架構的優化設計更是當務之急。

  “國內客車廠不少,但在電子電器架構領域能做到技術非常高還是少數。乘用車從主機廠到供應商,技術水平都非常高,研發設計、生產流程非常完善,商用車至少從國內看,差距還是非常大的。很多廠家可能還不具備研發生產完整的車輛電子電器架構的能力或意識。”左成鋼認為,對于當下的中國客車業,規范并優化整車電子電器架構設計是行業良性、快速發展的關鍵要務。

  “傳統車輛的配電模塊需要保險絲加繼電器和一整套的控制系統,優化為數字配電后,以12米公交為例,光控制回路節省的成本可能就要有一兩百塊錢。”左成鋼舉例說:“光省下的導線成本就很可觀。另外線束少了也會減輕車重、減少電耗、提升可靠性,加之遠優于傳統配電盒的電路保護特性,綜合優勢是非常明顯的。”

  全數字電流管理 實現車輛對故障的“自我感知”

  自新能源客車市場化以來,尤于其搭載了大容量動力電池以及復雜的電子電器架構,車輛用電安全與危險預警不單受到用戶和消費者的關注,更是主機廠和相關配套企業重要的產品技術發力點。

  “優化車輛的電子電器架構,從根本上說就是保證車輛的‘用電安全’。”左成鋼向中國客車網表示,確保車輛的‘用電安全’,就需要對全車的電流實現數字化管理,診斷和反饋全車高、低壓用電信息,保護和管理全車高低壓用電安全,最終將診斷信息呈現出來,實現可視化終端管理。通過車輛對故障的“自我感知”,讓用戶做到防患于未然。

  “不管是乘用車還是商用車,目前絕大多數的低壓配電部分都還是采用傳統的保險絲和繼電器。為什么用這種匹配?第一是用的時間長了,大家覺得可靠,二是它的成本很低,壞了以后非常方便你進行維護保養。”左成鋼稱:“從乘用車的發展經驗來看,乘用車現在基本上是10A以下的小電流負載。取消保險絲和繼電器的控制,這是發展趨勢。”

  “針對這一行業發展趨勢,森鵬專為公交、卡車或非道路移動設備及其它工業應用設計研發了全芯片數字配電模塊(SPDU),相較傳統機械式保護,數字化管理的優勢是十分明顯的。”談及全數字配電的優勢,左成鋼總結為:“防水等級高、殼體不燃燒、終生免維護、導線不會燒”四大特性。

  “首先是防護等級高。傳統配電盒防護等級最高IP65,森鵬電子配電盒防護等級達到了高達IP66,也就是說產品可完全防止灰塵進入,承受強烈噴水時,電器的進水量不會影響到設備正常工作。”

  “第二個優勢是殼體會不燃燒。”左成鋼介紹,傳統機械式配電盒通常為塑料阻燃殼體,森鵬電子配電盒采用全鋁殼體,大幅提升了設備自身的防火等級。

  “第三是終身免維護。現在這個盒子你看不到保險絲和繼電器,傳統繼電器使用壽命在20萬次左右,而進口芯片采用整車等壽命設計,商用車50萬公里設計壽命,可能你的車開報廢了我的產品也沒有壞,不需要更換,你可以認為它是免維護的。”

  “第四點就是導線不會燒,所有通道可設置保護電流,實現電流超限瞬時保護,杜絕燒線。”左成鋼介紹:“原來老式保險繼電器式的配電盒最快的保護速度至少要到30毫秒,現在數字配電盒保護速度,理論上可以做到17微秒,就能檢測到短路,速度非常快,理論上是原來的上萬倍速度,電流檢測精度也遠優于傳統配電盒。”

  整體優化結構設計 一次“徹頭徹尾”的全新升級

  2018年5月份入職森鵬主導新一代全芯片數字配電模塊的研發,2018年年底,產品投放市場。半年多時間,一次“徹頭徹尾”的產品全新升級,在森鵬全芯片數字配電模塊過程中,左成鋼和他的團隊為其傾注了很多心血,也絕對算的上是高效率。

  “森鵬最新的配電盒在我入職之前其實就已經2.0版”左成鋼表示:“2018年5月我接手這個項目之后,針對在2.0產品的基礎上進行了全方位的優化。現在看到的這個版本,可以說是一次‘徹頭徹尾’的全新升級。”

  “對比初代產品,新一代全數字配電盒架構更新而且功能更完善,能夠更好地滿足當前的市場需求。最簡單的例子,初代配電盒如果返接會存在風險。客車上的應用不像乘用車那么規范,很多客戶可能去改線、接一些東西,這就可能就會把線燒掉,從而導致安全事故。”

  左成鋼向中國客車網介紹:“經過全新的技術改進,現在新版的配電盒就不存在這個問題。首先配電的帶載能力是比原來要高很多,無沖擊電流限制,根據負載特性或短路阻抗,可高達額定負載電流值的上百倍,沖擊電流可高達300A以上;原來沒有助力油泵功能,現在是可以的;它原來的保護速度是沒有現在快的,17微秒就可以開啟保護,沖擊電流限制值可通過軟件設定,保護線束避免燒線。”

  “新產品還有一個重要特性,就是很多保護特性可以通過軟件的配置可以來實現。”左成鋼說:“新版產品只要通過軟件寫入告訴芯片,應該在多大的電流,在多長時間內,做什么樣的保護策略,這樣的好處就是保護速度會有質的提升。”

  基礎性能全新升級的同時,森鵬全芯片數字配電模塊同樣在設計層面具備前瞻性。左成鋼表示:“考慮到未來5-10年的車輛低壓配電技術發展趨勢,森鵬新一代配電盒支持車聯網應用,云端后臺及客戶端數據互聯;支持車聯網應用的高速CAN通信網絡設計;為支持車聯網應用的數據加密及網絡安全設計;為支持功能安全國家標準的功能安全設計;為支持無人駕駛應用的低功耗設計;為支持新能源車充電的充電模式設計。”

  “可以說客戶有需求或者未來可能會出現的需求,我們的產品都可以實現。”談及產品未來的應用前景,左成鋼如是說。

  行業的引領者,無須揚鞭自奮蹄,通過主動創新探索,深度滿足市場需求,持續引領行業不斷前行,而左成鋼和他帶領的森鵬技術團隊正是這樣的引領者。截止目前,森鵬全芯片數字配電模塊已推出SP4210, SP2610, KM7023三個系列,并在石家莊公交、錦州公交、上海浦東公交等國內多家公交企業實現批量裝車。

  用石家莊公交公司技術設備部負責人的話做結:“森鵬數字電流管理技術對于客車行業而言,是具有劃時代意義的。”

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