2009 年 5 月 电 工 技 术 学 报 Vol.24 No. 5 第 24 卷 第 5 期 TRANSACTIONS OF CHINA ELECTROTECHNICAL SOCIETY May 2009 车 载 电 源 管 理 系 统 设 计 张 新 丰 杨 殿 阁 薛 雯 陆 良 连 小 珉 ( 清 华 大 学 汽 车 安 全 与 节 能 国 家 重 点 实 验 室 北 京 100084) 摘 要 设 计 了 一 种 适 用 于 分 布 式 汽 车 电 气 控 制 系 统 的 车 载 电 源 管 理 系 统 根 据 车 载 电 源 管 理 的 需 要, 以 分 布 式 控 制 的 设 计 思 想 设 计 了 智 能 继 电 器, 实 现 了 对 电 源 通 道 的 控 制 针 对 电 源 通 道 过 电 流 保 护 的 要 求, 采 用 了 选 择 性 过 载 保 护 瞬 动 保 护 和 后 备 保 险 丝 三 种 保 护 方 法, 达 到 了 对 多 种 过 电 流 情 况 的 保 护 功 能 最 后 设 计 出 该 系 统 的 原 型 样 机, 通 过 实 验 测 试, 并 且 得 到 应 用 关 键 词 : 车 载 电 源 电 源 管 理 系 统 过 电 流 保 护 智 能 继 电 器 电 源 通 道 中 图 分 类 号 : TM561 Automotive Electrical Power Management System Design Zhang Xinfeng Yang Diange Xue Wen Lu Liang Lian Xiaomin Abstract (Tsinghua University Beijing 100084 China) A kind of electrical power management system(epms) which is suitable for automotive distributed electrical system is proposed. According to the requirement of power supply in automotive distributed control system, a kind of smart relay is designed to manage the electrical power supply. Selective overload protection, instant protection and fuse protection method are adopted to meet over current protection requirement. Prototype is developed and tested, which has come into application. Keywords:Automotive electrical source, electrical power management system, over current protection, smart relay, power supply channel 1 引 言 随 着 总 线 技 术 的 广 泛 应 用, 汽 车 电 气 系 统 总 的 发 展 趋 势 是 分 布 式 控 制 系 统 代 替 集 中 式 控 制 系 统 [1], 且 智 能 化 器 件 越 来 越 多 [2-3] 在 这 样 的 系 统 中, 最 后 的 发 展 结 果 是 电 力 线 束 与 信 号 ( 通 信 控 制 ) 线 束 互 相 独 立 [4], 汽 车 的 电 源 网 络 作 为 一 个 相 对 独 立 的 系 统 存 在 出 于 燃 油 经 济 性 动 力 性 和 舒 适 性 的 原 因, 车 载 电 力 电 子 设 备 广 泛 使 用, 汽 车 上 电 器 的 总 功 率 不 北 京 市 科 委 智 能 电 气 资 助 项 目 ( 041502305) 收 稿 日 期 2007-12-05 改 稿 日 期 2008-05-30 断 增 加, 高 端 轿 车 的 平 均 电 功 率 从 20 世 纪 70 年 代 不 到 500W 上 升 到 2005 年 的 3000W, 且 还 在 不 断 增 加 [5], 因 此 汽 车 用 电 安 全 越 来 越 受 重 视 [6], 车 载 电 源 的 管 理 问 题 也 越 来 越 重 要 车 载 电 源 管 理 系 统 是 今 后 汽 车 电 气 系 统 不 可 缺 少 的 组 成 部 分 本 文 针 对 分 布 式 汽 车 电 气 控 制 系 统 对 车 载 电 源 的 要 求, 基 于 分 布 式 控 制 和 分 散 控 制 的 思 想, 提 出 了 一 种 基 于 智 能 继 电 器 的 车 载 电 源 管 理 系 统, 目 的 在 于 加 强 车 载 用 电 的 安 全 和 管 理 2 车 载 电 源 管 理 系 统 2.1 车 载 电 源 管 理 系 统 的 功 能 国 内 外 许 多 学 者 提 出 了 未 来 各 种 可 能 的 车 载 电 源 的 结 构 和 设 计 方 法 [7,9], 未 来 的 车 载 电 源 很 可 能 是 12V/24V/36V 多 种 电 制 并 存 或 混 合 多 电 制 的 电 力 系 统 ; 未 来 的 车 载 电 力 负 载 包 括 各 种 控 制 器 车 身 附 件 和 起 动 机, 还 可 能 增 加 许 多 现 在 用 机 械 来 驱 动 的
210 电 工 技 术 学 报 2009 年 5 月 负 载, 比 如 空 调 压 缩 机 等 车 载 电 源 管 理 系 统 在 车 载 电 源 和 车 载 电 力 负 载 之 间, 起 到 对 车 载 电 源 的 管 理 作 用, 包 括 : 1 对 蓄 电 池 进 行 SOC 检 测, 以 实 现 对 蓄 电 池 的 亏 电 保 护 2 稳 压 电 源 输 出, 以 满 足 车 载 部 分 特 殊 控 制 器 对 稳 定 电 压 的 需 求 3 电 源 控 制 功 能, 即 对 整 车 电 力 网 络 的 断 开 和 接 合 控 制 4 过 电 流 保 护 功 能, 包 括 对 电 力 网 络 输 电 线 的 短 路 保 护 和 用 电 器 过 电 流 保 护 2.2 分 布 式 系 统 结 构 车 载 电 源 管 理 系 统 的 原 理 框 图 如 图 1 所 示, 12V 稳 压 控 制 模 块, 用 于 输 出 12V 常 通 电 源 和 12V 可 控 稳 定 电 压 其 中 12V 常 通 稳 压 电 源 用 于 车 载 常 通 用 电 器 供 电, 比 如 某 些 CPU 时 钟 或 需 要 供 电 的 内 存 等, 12V 可 控 稳 定 电 压 用 于 行 驶 状 态 下 对 需 要 稳 定 电 源 的 ECU 数 字 电 路 部 分 供 电 霍 尔 电 流 传 感 器 H 监 测 蓄 电 池 的 充 放 电 电 流 和 电 压, 用 于 估 计 蓄 电 池 SOC 值 本 研 究 选 择 了 一 种 普 通 车 用 继 电 器, 在 其 基 础 上 添 加 了 一 个 单 片 机 控 制 系 统, 如 图 2 所 示 它 包 括 电 压 检 测 电 路 电 流 检 测 电 路 瞬 动 保 护 电 流 和 初 级 线 圈 驱 动 电 路, 此 外 还 有 与 车 载 总 线 通 信 的 总 线 接 口 图 2 智 能 继 电 器 基 本 结 构 Fig.2 Structure of smart relay 电 流 检 测 电 路 包 括 霍 尔 传 感 器 和 低 通 运 算 放 大 电 路 两 部 分, 智 能 继 电 器 能 实 时 检 测 线 路 上 的 电 流 并 根 据 由 总 线 获 得 的 参 考 电 流 大 小 实 现 过 载 保 护 智 能 继 电 器 采 用 LIN 总 线 与 车 载 网 络 进 行 信 息 交 换 普 通 继 电 器 具 有 对 一 定 倍 数 的 过 载 电 流 进 行 分 断 的 能 力, 但 对 于 短 路 大 电 流 无 法 断 开 [14] 因 此 短 路 保 护 仍 需 要 添 加 短 路 保 护 器 件, 本 研 究 选 择 了 双 金 属 型 自 恢 复 熔 丝 作 为 后 备 的 短 路 电 流 保 护 器 件 图 1 车 载 电 源 管 理 系 统 原 理 框 图 Fig.1 Schematic of automotive electrical power management system 电 源 管 理 系 统 以 电 源 通 道 的 形 式 给 整 车 电 气 系 统 供 应 电 能 每 个 通 道 由 1 个 智 能 继 电 器 进 行 控 制 如 图 1 中 智 能 继 电 器 R 0 ~R n, 分 别 对 电 源 通 道 P 0 ~P n 的 电 流 进 行 控 制 2.3 基 于 智 能 继 电 器 的 电 源 通 道 设 计 电 源 通 道 是 具 有 电 流 控 制 功 能 并 具 备 过 电 流 保 护 功 能 的 电 能 传 输 通 道 智 能 继 电 器 实 现 了 对 电 源 通 道 的 电 流 控 制 和 电 流 保 护 功 能 模 拟 半 导 体 功 率 器 件, 如 MOS 场 效 应 晶 体 管 IGBT 等, 由 于 有 诸 多 优 点 [10], 正 在 取 代 汽 车 上 传 统 的 继 电 器 进 行 电 流 控 制 [11] 某 些 功 率 半 导 体 器 件 甚 至 集 成 了 过 电 压 过 电 流 和 过 热 的 保 护 功 能 [12-13] 但 由 于 半 导 体 功 率 器 件 其 导 通 内 阻 较 大, 焦 耳 热 效 应 会 引 起 较 大 的 能 量 损 失, 因 此 在 车 载 大 直 流 电 源 ( 几 十 安 到 上 百 安 ) 开 关 控 制 上 的 应 用 仍 受 到 限 制 [14] 3 电 源 通 道 的 过 电 流 保 护 方 法 3.1 电 源 通 道 保 护 设 置 智 能 继 电 器 设 置 了 3 个 电 流 保 护 点 对 电 源 通 道 进 行 过 电 流 保 护, 以 实 现 各 种 不 同 过 电 流 情 况 的 保 护, 如 图 3 中 A B C 所 示 图 3 电 源 通 道 保 护 设 置 Fig.3 Protection points of power supply channel 其 中 A 为 短 路 电 流 分 断 保 护 点, 主 要 对 瞬 时 短 路 电 流 进 行 分 断 保 护, 依 赖 图 2 所 示 的 车 用 自 恢 复 保 险 ;B 为 基 于 硬 件 控 制 电 路 的 继 电 器 分 断 保 护 点, 对 继 电 器 分 断 能 力 范 围 内 的 过 载 电 流 进 行 快 速 分 断 ; C 是 基 于 单 片 机 控 制 的 延 时 过 载 保 护 点, 该 保 护 是 一 种 限 时 电 流 分 断 保 护, 以 获 得 电 源 通 道 保 护 的 选 择 性 [15] 由 于 电 源 通 道 同 时 供 给 多 个 负 载, 发 生 在 负 载
第 24 卷 第 5 期 张 新 丰 等 车 载 电 源 管 理 系 统 设 计 211 处 的 过 电 流 必 须 由 负 载 对 应 的 保 护 器 件 加 以 切 断, 如 图 3 所 示 的 D 处 的 控 制 器 内 部 保 护 点, 只 有 在 该 器 件 失 效 的 情 况 下, C 处 的 保 护 点 才 能 发 生 作 用, 因 此 选 择 性 是 必 须 的 3.2 基 于 参 考 电 流 的 选 择 性 保 护 目 前 智 能 断 路 器 普 遍 采 用 三 段 式 过 载 保 护 特 性, 即 长 延 时 过 载 保 护 短 延 时 过 载 保 护 及 短 路 保 护 [16], 以 获 得 良 好 的 选 择 性 效 果 选 择 性 保 护 以 实 时 参 考 电 流 为 依 据, 并 采 用 长 延 时 过 载 保 护 和 短 延 时 过 载 保 护 方 法 参 考 电 流 是 根 据 车 载 电 器 的 工 作 状 态 估 计 出 的 理 论 上 的 电 源 通 道 中 电 流 的 大 小, 记 做 I R 参 考 电 流 的 计 算 是 将 该 通 道 上 所 有 工 作 中 的 负 载 的 额 定 电 流 相 加 得 到, 智 能 继 电 器 可 以 从 车 载 网 络 的 信 息 中 获 得 该 值 设 电 流 通 道 中 的 实 际 电 流 值 为 I, 设 过 电 流 倍 数 为 K I K (1) I 长 延 时 过 载 保 护 特 性 针 对 在 一 定 范 围 内 长 时 间 过 载 的 保 护, 短 延 时 过 载 保 护 特 性 适 用 于 过 载 比 较 大 的 情 况, 这 两 种 延 时 保 护 均 具 有 反 时 间 特 性, 即 电 流 越 大 动 作 时 间 越 短 由 于 采 用 了 参 考 电 流 而 非 电 流 通 道 的 额 定 电 流 作 为 判 断 的 依 据, 因 此 延 时 保 护 曲 线 仅 以 过 电 流 倍 数 为 主 要 保 护 依 据 长 延 时 和 短 延 时 过 载 保 护 采 用 模 拟 断 路 器 触 头 的 发 热 过 程 的 方 法, 其 动 作 时 间 T 与 过 电 流 倍 数 K 的 关 系 可 以 表 示 为 2 K T K1t1 K1 K K2 2 K T K2t2 K2 K R (2) 式 中 K 1 起 保 护 作 用 过 电 流 倍 数 ; K 2 起 短 延 时 保 护 的 过 电 流 倍 数 ; t 1, t 2 对 应 过 电 流 倍 数 下 的 动 作 延 时 图 4a 是 本 文 设 计 的 基 于 参 考 电 流 的 过 载 保 护 特 性 曲 线,K 1 K 2 t 1 和 t 2 可 根 据 实 际 情 况 设 定 ; 图 3 中 D 处 用 到 一 种 高 分 子 PTC 的 熔 丝 作 为 负 载 的 保 护 器 件, 其 动 作 曲 线 如 图 4b 所 示 那 么 根 据 选 择 性 要 求, 图 4b 中 的 2 条 曲 线 均 应 位 于 图 4a 曲 线 的 下 方, 过 电 流 倍 数 K 1 和 K 2 分 别 设 置 为 1.35 和 2; 图 4 过 载 保 护 特 性 曲 线 Fig.4 Protection curve of over load current 延 时 参 数 t 1 和 t 2 应 小 于 对 应 过 电 流 倍 数 下 所 有 控 制 器 内 保 护 延 时 的 最 小 值 3.2 短 路 电 流 双 重 保 护 图 3 中 A B 为 短 路 电 流 的 保 护 点 当 发 生 瞬 时 大 电 流 时, 在 极 短 时 间 内 需 要 完 成 电 路 切 断, 实 际 上, 基 于 参 考 电 流 的 过 载 保 护 一 方 面 由 于 存 在 较 大 的 采 样 和 计 算 判 断 的 间 隔, 另 一 方 面 电 器 负 载 的 电 流 远 远 小 于 电 源 通 道 的 额 定 值, 因 此 无 法 在 瞬 间 起 到 断 开 保 护 的 作 用 普 通 继 电 器 的 分 断 能 力 非 常 有 限, 而 短 路 电 流 往 往 数 倍 甚 至 数 十 倍 于 继 电 器 额 定 电 流, 因 此 还 需 要 考 虑 继 电 器 分 断 失 败 的 情 况 本 研 究 不 仅 采 用 了 一 个 瞬 动 保 护 电 路 来 实 现 继 电 器 的 分 断 保 护, 而 且 采 用 了 双 金 属 自 恢 复 保 险 作 为 继 电 器 分 断 保 护 失 败 的 后 备 保 护 器 件 瞬 动 保 护 电 路 如 图 5 所 示,U 1 是 霍 尔 传 感 器 输 出 的 实 际 电 流 对 应 的 电 压 值, U 0 是 瞬 动 保 护 动 作 点 的 基 准 电 压 图 5 瞬 时 动 作 保 护 电 路 Fig.5 Instant protection circuit U 1 经 RC 滤 波 和 跟 随 器 后 与 U 0 进 行 比 较, 若 U 1 超 过 U 0, 则 比 较 器 输 出 低 电 平 信 号, 使 R&D 触 发 器 的 Q 端 输 出 低 电 平, 这 样 光 隔 离 器 截 止, 场 效 应 晶 体 管 也 截 止, 达 到 控 制 继 电 器 断 开 的 目 的 断 开 后 尽 管 继 电 器 电 流 返 回 到 零, U 1 返 回 到 小 于 U 0 的 状 态, 但 由 于 R&D 触 发 器 的 状 态 锁 存 作 用, 光 隔 离 器 和 场 效 应 晶 体 管 仍 然 保 持 截 止, 直 到 单 片 机 的 控 制 信 号 P 0 对 上 述 电 路 作 出 复 位 为 止 瞬 动 保 护 电 路 动 作 延 时 由 如 下 几 个 部 分 组 成 :
212 电 工 技 术 学 报 2009 年 5 月 (a)rc 滤 波 环 节, 它 是 一 阶 惯 性 环 节, 其 延 时 t RC 为 1 trc TRC ln 1 K 1 (3) K 式 中,T RC =R C, 是 RC 环 节 的 时 间 常 数 滤 波 环 节 的 延 时 取 决 于 过 电 流 倍 数 和 时 间 常 数 ; (b) 霍 尔 电 流 传 感 器 的 响 应 时 间, 约 为 O( 10 6 )s; (c)r&d 触 发 器 的 响 应 时 间, 为 O( 10 9 )s; (d) 光 隔 离 器 断 开 的 延 时, 典 型 值 为 50 10 6 s; (e) 功 率 MOSFET 管 的 导 通 和 截 止 时 间, 约 为 10 9 s; (f) 继 电 器 的 断 开 延 时, 为 2 10 3 s 根 据 分 析, 与 ( a) 和 (f) 相 比,( b)~ (e) 环 节 的 延 迟 均 可 忽 略 不 计, 因 此 瞬 动 保 护 电 路 延 时 t IPC 为 1 3 ln 1 2 10 s K tipc T RC (4) 自 恢 复 保 险 作 为 后 备 保 护, 其 额 定 电 流 大 小 等 于 电 源 通 道 的 额 定 电 流, 保 证 在 电 源 通 道 额 定 电 流 下 持 续 工 作 4 电 源 管 理 系 统 设 计 验 证 及 应 用 4.1 电 源 管 理 系 统 原 型 样 机 图 6 所 示 是 本 研 究 设 计 的 电 源 管 理 系 统 原 型 样 机 4.2 选 择 性 过 载 保 护 算 法 实 现 选 择 性 过 载 保 护 算 法 基 于 8 位 单 片 机 来 实 现 单 片 机 对 电 源 通 道 电 流 进 行 采 样, 设 采 样 周 期 为 T S, 同 时 从 车 载 网 络 接 收 参 考 电 流 由 式 (1) 计 算 第 i 时 刻 的 过 电 流 倍 数 为 K i, 由 式 (2) 计 算 得 到 对 应 的 保 护 延 时 为 T i, 定 义 剩 余 时 间 比 i 为 该 时 刻 距 离 发 生 保 护 动 作 的 时 间 t 与 当 前 电 流 对 应 的 理 论 延 时 的 比 t / T 电 流 保 护 动 作 的 算 法 过 程 为 1 i 0 i i 1 TS / Ti i (5) (6) 当 距 离 发 生 保 护 动 作 时 间 t 满 足 下 列 关 系 时 保 护 动 作 发 生, 即 控 制 继 电 器 断 开 t<t S 即 T T (7) 即 距 离 保 护 动 作 剩 余 时 间 不 到 1 个 采 样 周 期 时, 在 该 周 期 内 发 生 保 护 动 作 根 据 控 制 器 内 部 保 护 器 件 的 特 点, 过 电 流 倍 数 K 1 和 K 2 分 别 设 置 为 1.35 和 2;t 1 和 t 2 分 别 取 45s 和 5s 4.3 电 流 保 护 试 验 电 流 保 护 功 能 的 测 试 采 用 AV-900 型 电 池 测 试 设 备, 对 蓄 电 池 进 行 固 定 倍 率 定 时 放 电, 以 模 拟 过 载 和 短 路 电 流 利 用 Canalyzer 模 拟 车 载 网 络 环 境, 输 入 参 考 电 流, 同 时 将 智 能 继 电 器 测 得 的 实 际 电 流 值 输 出 到 总 线 上, 达 到 监 测 目 的 对 电 源 通 道 进 行 过 载 电 流 测 试, 通 过 CAN 总 线 输 入 智 能 继 电 器 的 参 考 电 流 为 10A, 设 定 AV 900 电 柜 放 电 参 数 为 15A 60s 和 25A 60s, 其 结 果 如 图 7 所 示 i i S 图 6 车 载 电 源 系 统 原 型 样 机 1 电 源 通 道 2 普 通 车 用 继 电 器 3 霍 尔 电 流 传 感 器 4 继 电 器 的 控 制 器 5 熔 丝 盒 6 发 电 机 7 起 动 机 8 蓄 电 池 正 极 接 线 柱 Fig.6 Prototype of EPMS 12V 稳 压 电 源 输 出 直 接 采 用 DC/DC 稳 压 模 块 输 出, 并 有 蓄 电 池 的 充 放 电 电 流 测 量 该 系 统 有 5 路 50A 和 2 路 100A 的 电 源 通 道
第 24 卷 第 5 期 张 新 丰 等 车 载 电 源 管 理 系 统 设 计 213 图 7 过 载 保 护 延 时 特 性 Fig.7 Time delay of over load protection 当 过 载 系 数 为 1.5 和 2.5 时, 智 能 继 电 器 分 别 在 36s 和 3.2s 后 进 行 了 分 断, 符 合 3.2 节 中 设 定 的 选 择 性 保 护 延 时 要 求 对 额 定 电 流 为 50A 的 电 源 通 道 进 行 短 路 电 流 测 试, 设 定 AV 900 电 柜 放 电 参 数 为 100A 1s 和 150A 1s, 对 电 源 通 道 电 流 的 检 测 结 果 如 图 8 所 示 图 8 短 路 电 流 保 护 结 果 Fig.8 Short current protection 从 实 验 看 出, 继 电 器 虽 然 不 具 备 分 断 大 电 流 的 能 力, 但 是 由 于 瞬 动 保 护 电 路 的 作 用, 电 流 在 上 升 的 过 程 中 已 被 分 断, 分 断 时 电 流 为 预 计 的 额 定 电 流 此 时 自 恢 复 保 险 ( 即 图 3 中 A 处 的 保 护 ) 尚 未 起 作 用, 也 就 是 说 一 旦 继 电 器 分 断 不 成 功, 短 路 保 护 仍 然 有 效 4.4 电 源 管 理 系 统 应 用 该 电 源 管 理 系 统 样 机 已 用 于 某 豪 华 旅 游 客 车 上 该 客 车 的 分 布 式 电 气 系 统 包 括 1 个 CAN 网 络 (23 个 CAN 节 点 ) 和 6 个 LIN 网 络 分 布 式 电 气 系 统 的 电 源 网 络 如 图 9 所 示, 其 中 C 1 ~C 10 为 CAN 网 络 上 的 功 率 需 求 点, L 1 ~L 6 是 LIN 网 络 上 的 功 能 需 求 点 图 9 某 大 客 车 分 布 式 系 统 的 电 源 网 络 Fig.9 Electrical power net in bus 利 用 该 电 源 管 理 系 统, 对 整 车 的 功 率 负 载 分 配, 见 下 表 整 车 所 有 电 能 均 来 自 电 源 管 理 系 统, 该 系
214 电 工 技 术 学 报 2009 年 5 月 统 能 持 续 正 常 工 作 表 基 于 电 源 通 道 的 功 率 分 配 Tab. Power distribution based on power supply channel 通 道 电 流 /A 功 率 需 求 点 功 率 /W 1 50 C 1, C 2, C 5, L 1, L 2 1170 2 50 L 3 1220 3 50 C 6, C 7, C 8, C 9, L 4, L 5, L 6 1150 4 50 预 留 0 5 50 预 留 0 6 150 C 10 800 7 150 C 11 800 5 结 论 本 文 根 据 汽 车 分 布 式 系 统 对 电 源 的 要 求, 设 计 了 一 个 基 于 智 能 继 电 器 的 车 载 电 源 管 理 系 统 原 型 样 机 的 测 试 结 果 证 明, 基 于 单 片 机 的 选 择 性 电 流 过 载 保 护 算 法 有 良 好 的 过 载 延 时 断 开 功 能, 而 瞬 动 保 护 电 路 具 有 对 短 路 电 流 的 瞬 间 分 断 保 护 功 能 原 型 样 机 的 应 用 表 明, 该 系 统 能 满 足 车 载 电 源 管 理 的 基 本 要 求, 适 合 于 为 分 布 式 汽 车 电 气 控 制 系 统 提 供 电 源 管 理 功 能 参 考 文 献 [1] Leen G, Heffernan D, Dunne A. Digital networks in the automotive vehicle[j]. Computing & Control Engineering Journal, 1999, 10(6): 257-266. [2] Mark E Russell. Integrated automotive sensors[j]. IEEE Transaction on Microwave Theory and Techniques, 2002, 50(3): 674-677. [3] Chindris Garbriel. Integrating sensor devices in a LIN bus network[c]. 26th International Spring Seminar on Electronic Technology, 2003:150-153. [4] Kassakian J G, Wolf H C, Miller J M. Automotive electrical systems circa 2005[C]. IEEE Spectrum, 1996, 33(8): 22-27. [5] Kassakian J G. Automotive electrical systems-the power electronics market of the future[c]. 15th Annual on Applied Power Electronics Conference and Exposition, 2000:3-9. [6] Price C J, Snooke N A, Lewis S D. A layered approach to automated electrical safety analysis in automotive environments[j]. Computers in Industry, 2006, 57(5): 451-461. [7] Khan I A. Automotive electrical systems: architecture and components[c]. Proceedings of 18th Digital Avionics Systems Conference, 1999, 2: 24-29. [8] Afridi K K. Evaluation of advanced automotive electrical system architectures using MAESTrO[J]. Power Electronics in Transportation, 1998:85-92. [9] Altes J M, Dolcet E G, Solorzano B P. Analysis of the most appropriate electrical architecture and communication bus for the new dual voltage 14/42 V system[c]. IEEE 2002 28th Annual Conference of the Industrial Electronics Society, 2002, 2:1687-1692. [10] 英 飞 凌 科 技 公 司. 半 导 体 技 术 [M]. 德 国 慕 尼 黑 : 英 飞 凌 科 技 公 司, 2004. [11] David J Perreault, Khurram Afridi, Iftikhar A Khan. Automotive applications of power electronics[c]. Power Electronics Handbook, 2007: 635-659. [12] 黄 先 进, 蒋 晓 春, 叶 斌, 等. 智 能 化 IGBT 驱 动 电 路 研 究 [J]. 电 工 技 术 学 报, 2005, 20(4):89-93. Huang Xianjin, Jiang Xiaochun, Ye Bin, et al. Research on intelligent IGBT drive circuit[j]. Transactions of China Electrotechnical Society, 2005, 20(4):89-93. [13] Sakamoto Kozo, Fuchigami Nobutaka, Takagawa Kyoichi. Intelligent power MOSFET with reverse battery protection for automotive applications[c]. IEEE International Symposium on Power Semiconductor Devices & ICs, 1996:57-60. [14] 夏 天 伟, 丁 明 道. 电 器 学 [M]. 北 京 : 机 械 工 业 出 版 社, 1999. [15] 谷 水 清, 李 凤 荣. 电 力 系 统 继 电 保 护 [M]. 北 京 : 中 国 电 力 出 版 社, 2005. [16] Klaus Kosack. 低 压 开 关 电 器 和 开 关 设 备 手 册 选 用 准 则 与 设 计 指 南 [M]. 胡 明 忠, 等 译. 北 京 : 机 械 工 业 出 版 社, 1999. 作 者 简 介 : 张 新 丰 男,1980 年 生, 博 士 研 究 生, 主 要 研 究 方 向 为 车 载 网 络 汽 车 电 子 控 制 系 统 杨 殿 阁 男,1973 年 生, 博 士, 副 教 授, 主 要 研 究 方 向 为 汽 车 电 子 和 车 载 自 主 导 航