車載UPS電源解決方案

日期：2020-01-03 10:06  瀏覽量：次

2006年3月4日,航天部某基地自行研發的近空間飛行器試飛成功。這標志著航天部某基地平流層飛艇的研制工作進入了實質性實驗操作階段。此次研制成功的近空間飛行器是集通信、導航于一體的新平臺,對國家科學技術和國民經濟的發展都將起到重要的作用。對于應用于航空航天領域的相關設備,對其技術性能及可靠性的要求都是相當嚴格的。此次對于飛行器指控車的配套電源產品尤是如此。因為沒有可靠穩定的電源,其它設備的穩定性也就無從談起了。

車載UPS逆變器的應用環境特點

經分析發現,車輛上的應用環境與普通機房和辦公室有很大不同。主要表現在于:負載多為感性或開關整流性;受空間及載重限制,無法配備較多電池組,但又需長時間在無市電的情況下工作;充放電頻繁,任務緊急時需在短時間內將后備電池充滿;路況不好的情況下會出現劇烈晃動和震動;安裝空間狹小、通風情況不好等。

由此可見,車輛應用對電源產品是有著特殊要求的。對于普通UPS而言,其電氣設計理念是以強調“不間斷”為重點。普通逆變器也只是考慮一般應用環境下的性能。而車載電源系統除了要具備普通指標外,還需要一些特殊性的指標來滿足車載的應用特點。

解決方法與途徑

首先考慮的是帶載能力問題。UPS需要有很強的瞬間抗過載能力,以適應車載設備中各種不同類型的負載(由于車上空間所限,所以加大電源功率的方法不太合適)。并且其直流輸入端可接入汽車本身的直流發電機。只要發動機不停,就無需使用后備電池組,這樣以來,也就不必配備太多電池組,以免占用有限的空間及載重量,同時也能節約一定的成本。而UPS逆變器本身也需具備體積小、重量輕等特點。在抗震動及溫度環境上也必須適應車載的應用情況。

應用實例

目前,航天部某基地近空間飛行器指揮控制車采用的是CCZ系列車載UPS產品。以此為例,介紹一下車載電源的應用情況:

指控車內主要負載為通訊設備、飛行器控制設備及電腦等。平時負載功率不大，但在發射大功率射頻信號或進行大量數據交換和存儲時。負載功率則呈階躍性遞增。而該產品可在此時提供三倍額定功率的輸出，有效地解決了這一問題。在電氣安裝上采用了該公司的組合供電方案。

將車上本身的12V直流發電機(即直流馬達)接入電池組與UPS的直流端,這樣指控車在正常行駛的情況下,負載所需電能均由直流發電機來提供。停車作業時,才使用后備電池組。電池電能不足時,只要啟動汽車便可以再次充電及向負載供電。汽車啟動電池與后備電池之間的電池隔離器,主要是為了隔離啟動電池與后備電池組,以避免啟動電池的電能被消耗而造成汽車無法啟動。另外配有一個并聯開關,可在啟動電池無法工作時,使后備電池組與啟動電池并聯,達到利用后備電池組啟動汽車的目的。

采用此方案,無論在外工作多長時間都無需配置太多的電池組。因為此方案中,后備電池僅作為臨時的供電保障。主要的電能提供來自車輛本身的直流發電機。指揮控制車返回基地后,將UPS逆變器接入市電就可以繼續工作。指揮控制車內設備安裝的空間較為狹小。如果太大的電源設備肯定是不適合的,。

而此次采用的CCZ車載UPS(開關排背后)?？梢院苋菀椎匕惭b在控制臺內部底部可用螺絲固定，以防行駛過程中的碰撞。其本身抗震等IEC68-2-6:10-150Hz/1.0G，也能保障在劇烈的顛簸中穩定地工作,同時它符合歐洲車載電子產品電子兼容和安全標準95/54/EC?？刂婆_底部的門關閉后,里面的設備基本處于不通風的環境中。內部的工作溫度一般都在40℃左右。但這款UPS卻可在-20℃～60℃環境下工作。

并且這樣的溫度對蓄電池的使用壽命也是一大挑戰。如果UPS的充電部分沒有對電池溫度的監控系統的話,很可能使電池高溫情況更加嚴重。自帶有溫度傳感器的CCZ系列UPS逆變器則可以很好地解決這一難題,并獨有四階段式充電曲線,更能在充電時有效地保護電池。