無線電特種專業(yè)車供電系統(tǒng)實施方案

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摘要：近年來，隨著科技水平迅速提高和無線監(jiān)測設備的不斷更新，無線電特種專業(yè)車輛的大功率用電設備不斷出現且增長快速。如果不注重供電方式和配電方式，就會出現車輛供電不足、設備容易損壞等諸多問題，影響車輛正常運行。因此，對無線電特種專業(yè)車輛的供配電系統(tǒng)進行合理設計，對于無線電特種車輛供配電系統(tǒng)的自動性、穩(wěn)定性以及可靠性具有重要意義。本文通過介紹無線電特種車輛供電系統(tǒng)的原理和組成，結合無線電特種車輛供電系統(tǒng)在各種工作狀態(tài)的供電要求，通過對系統(tǒng)功耗分析，提出實施方案。

關鍵詞：無線電；特種車輛；供電；方案

1概述

隨著廣播電視事業(yè)與5G建設以及交通運輸的發(fā)展，無線電臺需求的數量也在不斷攀升。隨之而來的對于“黑廣播、干擾器”投訴案件也越來越多，擾亂正常的廣播秩序，影響人民群眾的生活生產。此類干擾源容易對民航通信產生干擾，嚴重影響民航飛行安全。所以必須做好無線電干擾的預防工作，提高查出干擾源的能力。因干擾源常在較為偏遠地區(qū)或鄉(xiāng)鎮(zhèn)，查找環(huán)境復雜，經常需要花費較多的人力與時間。移動檢測車能提高工作效率，大大減少人力與查找時間，但車上眾多的集成設備則有較多的耗電量，僅僅依靠車輛原有的蓄電池無法滿足日常工作的需要，嚴重影響設備有效工作時間。因此，必須采用車載電源為檢測設備提供電源提升車載監(jiān)測設備有效的工作時間。

2設計原理

供電系統(tǒng)采用4組免維護12V/60Ah鋰電池組并聯，并聯電源模塊可用車載發(fā)電機或市電進行充電，充電模式可自動識別和手動切換。車載充電：當車輛在無市電充電環(huán)境或處于行進狀態(tài)時，使用車載發(fā)電機在車輛行進間為電池組充電，延長電池續(xù)航時間，實現長時間給電池組充電。市電充電：適合在市電充電條件時或車輛停在車庫能夠不受空間限制進行充電?？杉友bAC濾波器，通過30米繞線盤與車載充電機對鋰電池組模塊的進行充電，將220V交流電轉為12V直流電對電池組進行充電。系統(tǒng)各種供電方式自動切換以確保系統(tǒng)在任何情況下都能正常使用。

3系統(tǒng)組成

為保證充電安全、用電安全，設計方案需以車載設備最大功率的情況下，進行用電需求分析，以滿足移動監(jiān)測車的監(jiān)測系統(tǒng)功耗需求。1）車載發(fā)電機車載發(fā)電機安裝在發(fā)動機機艙內，利用發(fā)動機啟動后，通過皮帶帶動發(fā)電機皮帶輪進行轉動使發(fā)電機中的三相繞組產生的三相交流電動勢經二極管整流后輸出直流電，向蓄電池充電。2）電源模塊（內置鋰電池）供電電源模塊由鋰電池模塊組成。為車載設備提供工作電源。所以電源儲能越大，就可以為車載監(jiān)測設備提供更持長的有效工作時間。3）充電機充電機模塊集成AC/DC整流器、監(jiān)測系統(tǒng)和保護板繼電器。AC/DC整流器將發(fā)電機產生的交流電和市電轉換為13.5V-13.8V直流電向鋰電池充電。4）電池管理系統(tǒng)監(jiān)測系統(tǒng)由RS-485通訊對每個鋰電池實時進行監(jiān)測，鋰電池與電源線路并聯在負載電路，電壓恒定且僅高于鋰電池組斷路電壓，由電源線的少量電流來補償蓄電池組局部的損耗，使其保持在充電滿足狀態(tài)而不過充。5）保護板繼電器在鋰電池與電源線路之間增加保護板繼電器與60A保險絲，由管理系統(tǒng)對鋰電池電壓進行實時監(jiān)測，當其中某一鋰電池低于其余鋰電池電壓時，繼電器接地閉合，該充電線路則為這一鋰電池進行充電。60A保險絲在電路電流過大時熔斷以保護電路用電安全。

4系統(tǒng)功耗分析

監(jiān)測車監(jiān)測系統(tǒng)由下表所示設備組成，功耗估算如表1。根據監(jiān)測系統(tǒng)總功耗340W計算，系統(tǒng)持續(xù)工作不少于5小時，耗電量需1700Wh，加上鋰電池組日常損耗30%計算，需要至少配備2428Wh以上的電池才能滿足系統(tǒng)工作時間要求，綜合考慮安裝空間和電池的特性，系統(tǒng)按照2880Wh容量配置供電系統(tǒng)。

5供電系統(tǒng)的整合方案

功能要求：（1）在汽車發(fā)動時，通過發(fā)電機向鋰電池組進行充電并儲能。（2）從車尾繞線盤輸入220V交流電，通過AC/DC向車內鋰電池組充電，同時對電源模塊充電儲能。（3）車輛監(jiān)測設備通過鋰電池組對系統(tǒng)供電。（4）系統(tǒng)電源啟動后，通過電池管理模塊對電池組狀態(tài)進行監(jiān)測，在操作面板上就可以顯示電池電量及充放電狀態(tài)。電源整合系統(tǒng)設計如圖1。

5.1電池管理系統(tǒng)

電池管理系統(tǒng)：充電控制器與電池組采用RS-485通訊實時對電池狀態(tài)監(jiān)測進行電路判斷，充電控制器控制電源保護板的工作電源，控制電池組的充放電。充電控制器采用通訊方法監(jiān)測每個電池的電量，當其中一個電池充滿時，充電控制器則斷開對該電池的充電。當所有電池都充滿時則停止充電。為延長電池使用壽命，減少電池由充放電產生的損耗。充電控制器交替接通或斷開電源保護板的工作電源，讓鋰電池組每一個電池均勻充放電，當電池電量低于30%時，則提示電量低預警，及時對電池組充電。

5.2隔離器

因發(fā)電機會對鋰電池組與車輛啟動蓄電池進行充電。為保證車輛能正常啟動，在啟動蓄電池電量充足時，利用隔離器切斷啟動蓄電池與鋰電池組的連接，確保電池之間不會產生損耗，減少車輛啟動故障，延長電池使用壽命。

5.3鋰電池組

系統(tǒng)采用相對昂貴的鋰電池做儲備電源，因為鋰電池比鉛酸蓄電池多項技術指標更優(yōu)越，并且車輛內部空間有限，采用大容量小體積的鋰電池更利于空間布置。鉛酸電池與鋰電池技術指標對比見表2。

5.4電源模塊

充電控制器集逆變、整流、濾波，電池電量監(jiān)測功能為一體，對所有輸入和輸出端口在模塊內部及線纜均做屏蔽處理，減少對數據丟失。并且使用電動車專用高壓插接件，具有損耗小、密閉性好、不易老化、可靠性好、防脫等優(yōu)點，是有更穩(wěn)定的電壓輸出能力和安全性能。對電池實時監(jiān)測具有過流、過壓、過熱和過充、過放保護模式，減少電池損耗，延長電池組循環(huán)使用壽命，降低后期因電池維護產生的成本。該電源模塊在充滿電時，可提供2880Wh電量，支持同時充放電，具有充電指示和充滿指示功能。具有電池電量監(jiān)測功能，對電池進行過充保護，以免產生充電安全問題。當電量少時30%時，提示車內人員電量過低預警，及時對電池組進行充電。充電狀態(tài)可開關控制，交直流可自動識別，具有狀態(tài)顯示功能；當直流充電開關關閉時，從源頭上保證加裝的設備不會在未啟動時消耗電池，造成車輛啟動困難。電源系統(tǒng)不對原車線路進行太大改動，僅單獨增加繼電器和保險裝置保護電路與用電安全。

6結語

隨著無線電技術的發(fā)展和車載移動平臺升級，移動行駛中車輛電源的持續(xù)供應是制約車輛功能拓展和無線電設備使用范圍的瓶頸，通過該車載綜合電源供電系統(tǒng)可以很好滿足無線電監(jiān)測設備使用需求，可以較好防止汽車主要設備的非正常損壞，保護車輛和設備的安全。目前此車載綜合電源供電系統(tǒng)已成功在本單位無線電特種專用車上應用，系統(tǒng)運行穩(wěn)定，設備運行安全，圓滿完成各項保障任務。

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作者：連世獻 單位：廈門市無線電管理局