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实验是模拟抛负载瞬态现象，在断开电池的同时,交流发电机正在产生电流对蓄电池充电,而发电机电路上仍有其他负载时产生的瞬态抛负载的幅度取决于断开电池连接时,发电机转速和发电机励磁场强的大小,如图 所示抛负载脉冲宽度主要取决于励磁电路的时间常数和脉冲幅度。

抛负载瞬态现象实验解析

抛负载瞬态现象实验是模拟汽车电气系统中一种常见且重要的现象。在实际汽车运行场景里，当断开电池连接，而交流发电机正处于向蓄电池充电且发电机电路仍承载其他负载的状态时，就会引发抛负载瞬态现象。对该现象进行深入研究与实验模拟，对于保障汽车电气系统的稳定运行、优化相关部件设计具有重要意义。

在抛负载瞬态现象实验中，关键在于理解抛负载瞬态幅度的决定因素。当断开电池连接瞬间，交流发电机原本处于发电状态，向蓄电池输送电流，同时电路中还有其他负载在消耗电能。此时，抛负载瞬态的幅度受到两个重要因素的影响：一是发电机转速，二是发电机励磁场强的大小。

测试脉冲：

发电机转速是影响抛负载瞬态幅度的重要因素之一。在汽车运行过程中，发动机带动交流发电机运转，发电机的转速与发动机的转速密切相关。当断开电池连接时，若发电机转速较高，意味着发电机内部机械能转化为电能的速率较快。此时，发电机产生的感应电动势较大，在断开电池瞬间，由于电路中其他负载的存在，会产生一个较大的瞬态电压冲击，即抛负载瞬态幅度较大。反之，若发电机转速较低，产生的感应电动势相对较小，抛负载瞬态幅度也会相应降低。

发电机励磁场强的大小同样对抛负载瞬态幅度起着关键作用。励磁场强决定了发电机内部磁场的强弱，进而影响发电机输出电压的高低。在断开电池连接时，若励磁场强较大，发电机能够产生更高的输出电压，导致抛负载瞬态幅度增大。这是因为较大的励磁场强使得发电机内部的电磁感应作用更为强烈，在电路突然变化时，产生的瞬态电压也就更高。相反，较小的励磁场强会使发电机输出电压降低，抛负载瞬态幅度随之减小。

除了抛负载瞬态幅度，抛负载脉冲宽度也是一个重要的实验研究参数。从实验分析可知，抛负载脉冲宽度主要取决于励磁电路的时间常数和脉冲幅度。励磁电路的时间常数反映了励磁电路中电流变化的快慢程度。当断开电池连接产生抛负载脉冲时，励磁电路中的电流不会瞬间发生改变，而是按照一定的时间规律逐渐变化。时间常数越大，电流变化越缓慢，抛负载脉冲的持续时间就越长，即脉冲宽度越大。同时，脉冲幅度也会对脉冲宽度产生一定影响。一般来说，脉冲幅度越大，意味着电路中的能量变化越剧烈，可能会导致脉冲宽度的变化，但这种影响相对较为复杂，需要结合具体的电路参数和实验条件进行深入分析。

通过对抛负载瞬态现象实验的研究，我们可以更全面地了解汽车电气系统中抛负载瞬态现象的产生机制和影响因素。这有助于汽车工程师在设计汽车电气系统时，采取相应的措施来抑制抛负载瞬态现象对系统造成的不良影响，如优化发电机的设计、改进电路保护装置等，从而提高汽车电气系统的可靠性和稳定性，保障汽车的安全运行。

为了防止全局性干扰,目前通过在新型交流发电机添加内部钳位电路来实现,用于吸收抛负载能量,承受启动时的电池电压。钳位措施将钳位电压设置大于最大启动电压,汽车电压峰值仍会达到36~40V。在ISO7637中,将未钳位信号定义为5a,钳位信号定义为5b。

脉冲5属于能量比较大的脉冲，除了考验电子模块在浪涌脉冲作用下的抗干扰能力外，事实上很大程度也对内部的器件构成了很大的威胁。

抛负载可能产生的原因是电缆腐蚀、接触不良等条件,值得庆幸的是,这是一种故障状态,并不是经常会发生的。脉冲5的实际波形和参数如图所示。

总结：

抛负载瞬态核心机制

当汽车运行中断开蓄电池时，交流发电机仍在向蓄电池充电且驱动其他负载，导致电能无处释放，引发高压瞬态脉冲。其特性受两因素调控：

脉冲幅度：由发电机转速和励磁场强决定

转速/励磁越强 → 感应电动势越高 → 峰值电压越大

脉冲宽度：取决于励磁电路时间常数

时间常数越大 → 电流衰减越慢 → 脉冲持续时间越长

防护设计与实测风险

国际标准：ISO 7637定义两种状态

5a（未钳位）：电压可达120V

5b（钳位后）：典型峰值36-40V（通过发电机内部钳位电路实现）

实际威胁：

能量巨大，可损坏电子模块及元器件

诱因多为故障（如电缆腐蚀/接触不良），发生概率低但破坏性强