无线电特种专业车供电系统实施方案

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摘要：近年来，随着科技水平迅速提高和无线监测设备的不断更新，无线电特种专业车辆的大功率用电设备不断出现且增长快速。如果不注重供电方式和配电方式，就会出现车辆供电不足、设备容易损坏等诸多问题，影响车辆正常运行。因此，对无线电特种专业车辆的供配电系统进行合理设计，对于无线电特种车辆供配电系统的自动性、稳定性以及可靠性具有重要意义。本文通过介绍无线电特种车辆供电系统的原理和组成，结合无线电特种车辆供电系统在各种工作状态的供电要求，通过对系统功耗分析，提出实施方案。

关键词：无线电；特种车辆；供电；方案

1概述

随着广播电视事业与5G建设以及交通运输的发展，无线电台需求的数量也在不断攀升。随之而来的对于“黑广播、干扰器”投诉案件也越来越多，扰乱正常的广播秩序，影响人民群众的生活生产。此类干扰源容易对民航通信产生干扰，严重影响民航飞行安全。所以必须做好无线电干扰的预防工作，提高查出干扰源的能力。因干扰源常在较为偏远地区或乡镇，查找环境复杂，经常需要花费较多的人力与时间。移动检测车能提高工作效率，大大减少人力与查找时间，但车上众多的集成设备则有较多的耗电量，仅仅依靠车辆原有的蓄电池无法满足日常工作的需要，严重影响设备有效工作时间。因此，必须采用车载电源为检测设备提供电源提升车载监测设备有效的工作时间。

2设计原理

供电系统采用4组免维护12V/60Ah锂电池组并联，并联电源模块可用车载发电机或市电进行充电，充电模式可自动识别和手动切换。车载充电：当车辆在无市电充电环境或处于行进状态时，使用车载发电机在车辆行进间为电池组充电，延长电池续航时间，实现长时间给电池组充电。市电充电：适合在市电充电条件时或车辆停在车库能够不受空间限制进行充电。可加装AC滤波器，通过30米绕线盘与车载充电机对锂电池组模块的进行充电，将220V交流电转为12V直流电对电池组进行充电。系统各种供电方式自动切换以确保系统在任何情况下都能正常使用。

3系统组成

为保证充电安全、用电安全，设计方案需以车载设备最大功率的情况下，进行用电需求分析，以满足移动监测车的监测系统功耗需求。1）车载发电机车载发电机安装在发动机机舱内，利用发动机启动后，通过皮带带动发电机皮带轮进行转动使发电机中的三相绕组产生的三相交流电动势经二极管整流后输出直流电，向蓄电池充电。2）电源模块（内置锂电池）供电电源模块由锂电池模块组成。为车载设备提供工作电源。所以电源储能越大，就可以为车载监测设备提供更持长的有效工作时间。3）充电机充电机模块集成AC/DC整流器、监测系统和保护板继电器。AC/DC整流器将发电机产生的交流电和市电转换为13.5V-13.8V直流电向锂电池充电。4）电池管理系统监测系统由RS-485通讯对每个锂电池实时进行监测，锂电池与电源线路并联在负载电路，电压恒定且仅高于锂电池组断路电压，由电源线的少量电流来补偿蓄电池组局部的损耗，使其保持在充电满足状态而不过充。5）保护板继电器在锂电池与电源线路之间增加保护板继电器与60A保险丝，由管理系统对锂电池电压进行实时监测，当其中某一锂电池低于其余锂电池电压时，继电器接地闭合，该充电线路则为这一锂电池进行充电。60A保险丝在电路电流过大时熔断以保护电路用电安全。

4系统功耗分析

监测车监测系统由下表所示设备组成，功耗估算如表1。根据监测系统总功耗340W计算，系统持续工作不少于5小时，耗电量需1700Wh，加上锂电池组日常损耗30%计算，需要至少配备2428Wh以上的电池才能满足系统工作时间要求，综合考虑安装空间和电池的特性，系统按照2880Wh容量配置供电系统。

5供电系统的整合方案

功能要求：（1）在汽车发动时，通过发电机向锂电池组进行充电并储能。（2）从车尾绕线盘输入220V交流电，通过AC/DC向车内锂电池组充电，同时对电源模块充电储能。（3）车辆监测设备通过锂电池组对系统供电。（4）系统电源启动后，通过电池管理模块对电池组状态进行监测，在操作面板上就可以显示电池电量及充放电状态。电源整合系统设计如图1。

5.1电池管理系统

电池管理系统：充电控制器与电池组采用RS-485通讯实时对电池状态监测进行电路判断，充电控制器控制电源保护板的工作电源，控制电池组的充放电。充电控制器采用通讯方法监测每个电池的电量，当其中一个电池充满时，充电控制器则断开对该电池的充电。当所有电池都充满时则停止充电。为延长电池使用寿命，减少电池由充放电产生的损耗。充电控制器交替接通或断开电源保护板的工作电源，让锂电池组每一个电池均匀充放电，当电池电量低于30%时，则提示电量低预警，及时对电池组充电。

5.2隔离器

因发电机会对锂电池组与车辆启动蓄电池进行充电。为保证车辆能正常启动，在启动蓄电池电量充足时，利用隔离器切断启动蓄电池与锂电池组的连接，确保电池之间不会产生损耗，减少车辆启动故障，延长电池使用寿命。

5.3锂电池组

系统采用相对昂贵的锂电池做储备电源，因为锂电池比铅酸蓄电池多项技术指标更优越，并且车辆内部空间有限，采用大容量小体积的锂电池更利于空间布置。铅酸电池与锂电池技术指标对比见表2。

5.4电源模块

充电控制器集逆变、整流、滤波，电池电量监测功能为一体，对所有输入和输出端口在模块内部及线缆均做屏蔽处理，减少对数据丢失。并且使用电动车专用高压插接件，具有损耗小、密闭性好、不易老化、可靠性好、防脱等优点，是有更稳定的电压输出能力和安全性能。对电池实时监测具有过流、过压、过热和过充、过放保护模式，减少电池损耗，延长电池组循环使用寿命，降低后期因电池维护产生的成本。该电源模块在充满电时，可提供2880Wh电量，支持同时充放电，具有充电指示和充满指示功能。具有电池电量监测功能，对电池进行过充保护，以免产生充电安全问题。当电量少时30%时，提示车内人员电量过低预警，及时对电池组进行充电。充电状态可开关控制，交直流可自动识别，具有状态显示功能；当直流充电开关关闭时，从源头上保证加装的设备不会在未启动时消耗电池，造成车辆启动困难。电源系统不对原车线路进行太大改动，仅单独增加继电器和保险装置保护电路与用电安全。

6结语

随着无线电技术的发展和车载移动平台升级，移动行驶中车辆电源的持续供应是制约车辆功能拓展和无线电设备使用范围的瓶颈，通过该车载综合电源供电系统可以很好满足无线电监测设备使用需求，可以较好防止汽车主要设备的非正常损坏，保护车辆和设备的安全。目前此车载综合电源供电系统已成功在本单位无线电特种专用车上应用，系统运行稳定，设备运行安全，圆满完成各项保障任务。

参考文献：

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作者：连世献 单位：厦门市无线电管理局