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摘要：通过对奔驰S级轿车双蓄电池系统的简介，分析出其控制管理上的设计思路，为开发双蓄电池系统提供参考
关键词：双蓄电池系统 控制管理模块
中图分类号：TG333.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）32-033-01
一、前言
现代社会中汽车产品已经成为人们生活、工作、社会活动必不可少工具。安全、舒适、环保是当前社会所倡导的绿色环保理念，而这一切无一不贯穿电子科技产品，特别是一些高档豪华轿车、高配置SUV各种电子模块多达20个以上，整车静态电流达到20mA—50mA，无形中加大的启动蓄电池的负担。身居喧嚣的都市、整日的工作压力，恰逢节假日里若干好友或家人相聚，开上因城市限行而放置多日的爱车，来到郊外田野，尽情娱乐、欢唱、露营。高兴之余却因为过度的使用车载蓄电池的电量，造成蓄电池亏电，车辆无法启动，开不动车而尴尬、烦恼。正是鉴于此，一些后装市场乃至一些整车厂引入了双蓄电池系统。
二、设计双蓄电池系统存在问题分析
双蓄电池的成效取决于辅助蓄电池与启动蓄电池的连接方式。如果连接错误，加装一块蓄电池可能根本无任何效果。无论哪一块蓄电池的电量降低，另外一块蓄电池的电量就会对其进行补充，从而使两者达到平衡。从安全角度考虑，这种“平衡”是有害的，因为两块蓄电池的电量若同时消耗殆尽，进而可能连车子都无法启动。于是，双蓄电池系统控制管理模块应运而生。
图1 双蓄电池系统控制管理模块
手动开关控制模块
双蓄电池系统控制管理最基础的型式为手动开关型式如图1（红色虚线连接部分）。这种系统结构简单，只包含三个开关，即“K1”、“K2”以及“K3”。换句话说，如果将车子切换至“K1”，则只会消耗起动蓄电池的电量或给其充电，同样的情况也发生在辅助蓄电池身上。但是，如果选择了“K3”，则两块蓄电池会被“并联”在一起，它们的电量会趋于一致，而且两者的充电或耗电速率一致。这些基本的控制管理系统有着它的弊端，首当其冲的便是操作错误。
二极管控制管理模块
二极管最大的特性是单向导通。它们允许以相同的速率同时对两块蓄电池进行充电，但不允许两者“串联”在一起如图1（红色实线连接部分）。因此蓄电池之间的电流是无法流通，不会出现补偿情况。这种系统的妙处在于辅助蓄电池无法从启动蓄电池摄取电量。当然，由于两块蓄电池并未相连，因此也不会同时用于发动汽车。二极管系统的缺点同样存在。由于它们在正向导通时通过的电流较大，所以会产生压降（约为1.2伏）。如果车上装有内置感应系统的发电机，它不会反映由二极管引起的压降，则你的蓄电池将可能永远无法充满电。
智能蓄电池控制管理模块
双蓄电池系统行业的最新技术解决了过去的大多数问题。汽车电子行业命名为“智能蓄电池管理”的新系列控制管理模块集成了多种功能，具有性能可靠，操作简单的特点。它们会在启动蓄电池充满电（约为13.6伏）后再对辅助蓄电池充电，因此可以保证启动蓄电池永远都是满的，并且在给辅助蓄电池充电的同时，该系统还可以兼顾启动蓄电池。给辅助蓄电池充电需要一段时间，在此期间内若启动蓄电池电压低于预设值（即12.7伏），发动机即会重新给启动蓄电池充电。
三、应用实例分析
设置双蓄电池供电的主要功能是为了保证发动机的正常起动。以奔驰S350车为例，分析智能蓄电池控制管理模块在该车上的应用（见图2）。
该车车载电气系统管理功能将车辆电源控制装置（N82/1）调节出两条车载电气系统电路：起动机蓄电池电路（G1/4）和车载电气系统蓄电池电路（G1）。电路的分開就是主要保护车辆的起动能力，这就是为何起动机和起动机蓄电池（G1/4）分配给起动机蓄电池电路，只有在极特殊的情况下，才允许车载用电设备从该处分流能量。而与车载电气系统中所有用电设备相连的发电机为起动蓄电池和车载电气系统蓄电池电路提供电源【1】。
1、双蓄电池电源控制装置（N82/1）的基本功能：
●分析两块蓄电池电量水平，通过充电转换器（DC/DC）为起动机蓄电池（G1/4）充电。
●通过断开和闭合静态电流切断继电器（N82/1K1），使静态电流最小化。
●在临界状态下通过控制COUPLIN RELAY（耦合继电器），使起动机蓄电池（G1/4）与车载电源蓄电池（G1）并联起来，提高起动可靠性【2】。
2、双蓄电池电源控制系统简介
图2 奔驰双蓄电池系统电路图
正常工作状态
车辆解锁或当钥匙插入N73/EIS后，激活蓄电池管理模块N82/1，静态电流开关接合，两个蓄电池互相分离将各自为自己的系统供电。车载电气系统电路由蓄电池G1供电，起动机电路由蓄电池G1/4供电。在起动过程中，耦合继电器（F32k1）的工作只是在车辆蓄电池控制模块（N82/1）检测到G1亏电的情况下使G1/4启动蓄电池临时与G1并联，以使车辆可以应急启动。而在G1/4启动蓄电池亏电的情况下，耦合继电器（F32k1）不会被接通。因此对于车载电源G1蓄电池亏电车子也可以启动，而G1/4 启动蓄电池亏电的情况下车子无法启动。
发动机启动后即使车载电源G1蓄电池电压低， 充电转换器（DC/DC）根据车辆电源控制模块传送的温控充电特性，也要优先为起动机蓄电池G1/4进行再充电，将启动机蓄电池调节到指定的充电电压。
紧急工作状态：
车载电源G1蓄电池电压降至8V以下，系统将转换到紧急状况，车辆不能使用遥控钥匙解锁，仅能用紧急钥匙机械地打开车辆。当钥匙插入N73/EIS，在EIS中有一个微动开关闭合，同时车辆电源控制模块（N82/1）控制蓄电池耦合继电器（F32k1）闭合，使启动蓄电池（G1/4）与车载电源G1蓄电池并联5min 为启动机提供能量。驾驶员必须在这5 min之内起动车辆，否则耦合继电器（F32k1）将再次开启。
如果发动机运转时检测到发电机故障， 则车载电气系统由车载电源G1蓄电池供电，直至该蓄电池电量耗尽并导致发动机停止运转。发动机再次启动时， 检测到车载电气系统蓄电池已耗尽，蓄电池耦合继电器通电，由启动机蓄电池G1/4供电【1】。
四、总结
通过以双蓄电池系统控制管理模块的实例应用情况分析，得出以下结论：
1、双蓄电池不得串联，因为两个12V的蓄电池串联后会变成24V；
2、双蓄电池不得直接并联，因为直接并联，会在两个蓄电池之间产生电量内耗，会损害两个蓄电池寿命；
3、双蓄电池的总容量或单只最大容量最好不要超过汽车发电机的输出总容量。比如：发电机最大输出电流为120安，若起动机蓄电池为60AH，那么增加的第二个蓄电池就不要超过60AH。
4、双蓄电池系统控制管理最好是起动机蓄电池的任务纯粹为满足起动发动机的要求，不必过多地担负整车静态电器的供电，这样可以使起动机蓄电池的容量设计的最小，而效率最大，并可使辅助（车载电源）蓄电池的容量设计的最大化，满足车辆大功率电器的用电要求。
随着销售市场的细分化，消费者的个性化。未来汽车发展方向除了要满足基本的动力、安全、节能、环保要求外，一些特殊性大功率电器配置也将大量得到应用。比如：GPS导航仪、车载冰箱、绞盘、野外照明等等，整车电器件的耗电量的增多是必然趋势。所以在未来的汽车供电系统中， 很有可能会有两个蓄电池（现在上海大众的某些车型已着手设计双蓄电池系统） ， 分别用于启动和启动成功后的正常应用。这样即使在普通用途的蓄电池放电达到其容量的30%时， 仍有可能避免起动过程中产生的电压降， 从而保证了冷起动的可靠性【3】。
参考文献
[1]奔驰S级轿车（221型）初级培训资料
[2]汽车维修技师 2009年第8期 第56-57页 作者：华文林
[3]上海汽车 2006年第10期 第16-17页 作者：邓恒
关键词：双蓄电池系统 控制管理模块
中图分类号：TG333.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）32-033-01
一、前言
现代社会中汽车产品已经成为人们生活、工作、社会活动必不可少工具。安全、舒适、环保是当前社会所倡导的绿色环保理念，而这一切无一不贯穿电子科技产品，特别是一些高档豪华轿车、高配置SUV各种电子模块多达20个以上，整车静态电流达到20mA—50mA，无形中加大的启动蓄电池的负担。身居喧嚣的都市、整日的工作压力，恰逢节假日里若干好友或家人相聚，开上因城市限行而放置多日的爱车，来到郊外田野，尽情娱乐、欢唱、露营。高兴之余却因为过度的使用车载蓄电池的电量，造成蓄电池亏电，车辆无法启动，开不动车而尴尬、烦恼。正是鉴于此，一些后装市场乃至一些整车厂引入了双蓄电池系统。
二、设计双蓄电池系统存在问题分析
双蓄电池的成效取决于辅助蓄电池与启动蓄电池的连接方式。如果连接错误，加装一块蓄电池可能根本无任何效果。无论哪一块蓄电池的电量降低，另外一块蓄电池的电量就会对其进行补充，从而使两者达到平衡。从安全角度考虑，这种“平衡”是有害的，因为两块蓄电池的电量若同时消耗殆尽，进而可能连车子都无法启动。于是，双蓄电池系统控制管理模块应运而生。
图1 双蓄电池系统控制管理模块
手动开关控制模块
双蓄电池系统控制管理最基础的型式为手动开关型式如图1（红色虚线连接部分）。这种系统结构简单，只包含三个开关，即“K1”、“K2”以及“K3”。换句话说，如果将车子切换至“K1”，则只会消耗起动蓄电池的电量或给其充电，同样的情况也发生在辅助蓄电池身上。但是，如果选择了“K3”，则两块蓄电池会被“并联”在一起，它们的电量会趋于一致，而且两者的充电或耗电速率一致。这些基本的控制管理系统有着它的弊端，首当其冲的便是操作错误。
二极管控制管理模块
二极管最大的特性是单向导通。它们允许以相同的速率同时对两块蓄电池进行充电，但不允许两者“串联”在一起如图1（红色实线连接部分）。因此蓄电池之间的电流是无法流通，不会出现补偿情况。这种系统的妙处在于辅助蓄电池无法从启动蓄电池摄取电量。当然，由于两块蓄电池并未相连，因此也不会同时用于发动汽车。二极管系统的缺点同样存在。由于它们在正向导通时通过的电流较大，所以会产生压降（约为1.2伏）。如果车上装有内置感应系统的发电机，它不会反映由二极管引起的压降，则你的蓄电池将可能永远无法充满电。
智能蓄电池控制管理模块
双蓄电池系统行业的最新技术解决了过去的大多数问题。汽车电子行业命名为“智能蓄电池管理”的新系列控制管理模块集成了多种功能，具有性能可靠，操作简单的特点。它们会在启动蓄电池充满电（约为13.6伏）后再对辅助蓄电池充电，因此可以保证启动蓄电池永远都是满的，并且在给辅助蓄电池充电的同时，该系统还可以兼顾启动蓄电池。给辅助蓄电池充电需要一段时间，在此期间内若启动蓄电池电压低于预设值（即12.7伏），发动机即会重新给启动蓄电池充电。
三、应用实例分析
设置双蓄电池供电的主要功能是为了保证发动机的正常起动。以奔驰S350车为例，分析智能蓄电池控制管理模块在该车上的应用（见图2）。
该车车载电气系统管理功能将车辆电源控制装置（N82/1）调节出两条车载电气系统电路：起动机蓄电池电路（G1/4）和车载电气系统蓄电池电路（G1）。电路的分開就是主要保护车辆的起动能力，这就是为何起动机和起动机蓄电池（G1/4）分配给起动机蓄电池电路，只有在极特殊的情况下，才允许车载用电设备从该处分流能量。而与车载电气系统中所有用电设备相连的发电机为起动蓄电池和车载电气系统蓄电池电路提供电源【1】。
1、双蓄电池电源控制装置（N82/1）的基本功能：
●分析两块蓄电池电量水平，通过充电转换器（DC/DC）为起动机蓄电池（G1/4）充电。
●通过断开和闭合静态电流切断继电器（N82/1K1），使静态电流最小化。
●在临界状态下通过控制COUPLIN RELAY（耦合继电器），使起动机蓄电池（G1/4）与车载电源蓄电池（G1）并联起来，提高起动可靠性【2】。
2、双蓄电池电源控制系统简介
图2 奔驰双蓄电池系统电路图
正常工作状态
车辆解锁或当钥匙插入N73/EIS后，激活蓄电池管理模块N82/1，静态电流开关接合，两个蓄电池互相分离将各自为自己的系统供电。车载电气系统电路由蓄电池G1供电，起动机电路由蓄电池G1/4供电。在起动过程中，耦合继电器（F32k1）的工作只是在车辆蓄电池控制模块（N82/1）检测到G1亏电的情况下使G1/4启动蓄电池临时与G1并联，以使车辆可以应急启动。而在G1/4启动蓄电池亏电的情况下，耦合继电器（F32k1）不会被接通。因此对于车载电源G1蓄电池亏电车子也可以启动，而G1/4 启动蓄电池亏电的情况下车子无法启动。
发动机启动后即使车载电源G1蓄电池电压低， 充电转换器（DC/DC）根据车辆电源控制模块传送的温控充电特性，也要优先为起动机蓄电池G1/4进行再充电，将启动机蓄电池调节到指定的充电电压。
紧急工作状态：
车载电源G1蓄电池电压降至8V以下，系统将转换到紧急状况，车辆不能使用遥控钥匙解锁，仅能用紧急钥匙机械地打开车辆。当钥匙插入N73/EIS，在EIS中有一个微动开关闭合，同时车辆电源控制模块（N82/1）控制蓄电池耦合继电器（F32k1）闭合，使启动蓄电池（G1/4）与车载电源G1蓄电池并联5min 为启动机提供能量。驾驶员必须在这5 min之内起动车辆，否则耦合继电器（F32k1）将再次开启。
如果发动机运转时检测到发电机故障， 则车载电气系统由车载电源G1蓄电池供电，直至该蓄电池电量耗尽并导致发动机停止运转。发动机再次启动时， 检测到车载电气系统蓄电池已耗尽，蓄电池耦合继电器通电，由启动机蓄电池G1/4供电【1】。
四、总结
通过以双蓄电池系统控制管理模块的实例应用情况分析，得出以下结论：
1、双蓄电池不得串联，因为两个12V的蓄电池串联后会变成24V；
2、双蓄电池不得直接并联，因为直接并联，会在两个蓄电池之间产生电量内耗，会损害两个蓄电池寿命；
3、双蓄电池的总容量或单只最大容量最好不要超过汽车发电机的输出总容量。比如：发电机最大输出电流为120安，若起动机蓄电池为60AH，那么增加的第二个蓄电池就不要超过60AH。
4、双蓄电池系统控制管理最好是起动机蓄电池的任务纯粹为满足起动发动机的要求，不必过多地担负整车静态电器的供电，这样可以使起动机蓄电池的容量设计的最小，而效率最大，并可使辅助（车载电源）蓄电池的容量设计的最大化，满足车辆大功率电器的用电要求。
随着销售市场的细分化，消费者的个性化。未来汽车发展方向除了要满足基本的动力、安全、节能、环保要求外，一些特殊性大功率电器配置也将大量得到应用。比如：GPS导航仪、车载冰箱、绞盘、野外照明等等，整车电器件的耗电量的增多是必然趋势。所以在未来的汽车供电系统中， 很有可能会有两个蓄电池（现在上海大众的某些车型已着手设计双蓄电池系统） ， 分别用于启动和启动成功后的正常应用。这样即使在普通用途的蓄电池放电达到其容量的30%时， 仍有可能避免起动过程中产生的电压降， 从而保证了冷起动的可靠性【3】。
参考文献
[1]奔驰S级轿车（221型）初级培训资料
[2]汽车维修技师 2009年第8期 第56-57页 作者：华文林
[3]上海汽车 2006年第10期 第16-17页 作者：邓恒