特斯拉Model 3音响改装笔记:AAC
这是我们在2020年改的一台TESLA MODEL 3P。尽管这是一个经典的作品,但是谁能想到2年以后,会出现令人意想不到的问题?究竟发生了什么,我们又是怎样解决的呢?
原车是有15个喇叭全主动的高配音响,在前级信号部分和器材搭配上,我们取了前声场的高中低6路信号作为音源,接入一台零点6-8X PRO 的DSP做全套系统的信号处理,后级是很标准的2台零点铀系列路功放的6路主动三分频和1台DD的DM 1500的超低音功放。喇叭单元选择了德国瑞卡尔的专业系列三分频,DD的2008的8寸低音。
6只喇叭的安装都采用原车位安装,为了改善谐振,门板和中音单元做了特别的处理。
超低音安排在尾箱,在这台车上,我尝试了这种特别的低音箱结构。灵感来自于BLAM的一台DEMO CAR(音响样车),它是由美国MOBILE SOLUTION的BRYAN SCHMITT在2018年为奔朗打造的。
功放的固定,利用了尾箱的一个内凹空间。这也是大多数MODEL 3安装大系统的方式。这里花了些时间做了一个功放支架,在这种场合下除了考虑散热,可靠性,可维护性以外,显然是有更多炫技的成分。这不是这次分享的重点,以后有机会再聊造型部分了。
值得讨论的是供电部分。传统油车供电比较简单,系统总标称功率在3~5KW以下的时候,发电机和原车电瓶一般都足以应付,不需要做特别的处理。但是电车由于没有发电机,电源管理的机制就完全不同了。
为了方便大家理解后面的排错过程,我简单解释一下特斯拉的电源管理,特别是12V部分的机制,其他新能源车应该也是大同小异。
特斯拉原车有两套电压系统,动力高压部分是400V,电器低压部分是12V。原车橙色粗线,就是400V系统,和我们没什么关系,不要碰它。
原车12V系统由两个组件来维持,一个在前盖下面的小电瓶,和一个在后排座椅下的400V-12V逆变器。这个逆变器大约有3500W以上的功率,国外有人尝试可以输出到持续200A电流。(相比较我们油车发电机大多输出在80~150A电流)。12V逆变器负责给车上的大功率设备例如鼓风机等供电,同时管理小电瓶充放电;原车小电瓶负责维持原车行车电脑和防盗系统等小功率设备。这一点的逻辑和传统油车很相似。
特斯拉是第一台取消几乎全部继电器的汽车,所有的电路控制都采用MOS管,所以大大减少了车身线缆的使用。但是MOS管也有个缺点,就是瞬间过载能力不如继电器。同时每个MOS管都可以软件定义,通过OTA升级改变功能。这两点请记住,是后面问题的根源。
对于特斯拉MODEL 3改音响,如果功率不大,例如DSP功放或者小的独立低音功放,很简单把音响的供电接到原车小电瓶就好了。原车小电瓶和12V逆变器之间有控制电路,去管理小电瓶的充放电,不会有任何问题。
(顺便在这里谴责一下特斯拉4S店的政策,经常威胁客户如果加装了音响等设备,小电池坏了就不保修。特斯拉的小电池管理机制,一直都是有问题的,从国内外用户的反馈来看,从几年前的全进口到现在的型号,不管有没有改,小电瓶的故障率一直都很高,主要问题就出在12V逆变器的充电逻辑上。没有证据证明加装音响和电池寿命减少有直接的因果关系。)
如果像这台车这样功率很大,有3块功放的情况就比较复杂了。
有些人也和处理小功率音响的一样,直接接在前面小电瓶上。大多数时候,这样做不会有明显的问题,因为功放的动态功率其实往往很小,电压的波动会比较小;但是如果像我这样做的电平匹配很好,功放动态都可以很大的时候,往往小电瓶的输出电流会不太够,出现大动态时压降比较明显,从而直接影响功放的工作状态,劣化音质。当然这也不是绝对的,有些功放设计时电源部分做的较好,影响会小一些。不过总的来说,大功率的高级系统,靠前面的小电瓶来支持,可以工作,但不是专业和负责任的做法。
那第二个选择,就是直接连到12V逆变器,能提供超过200A的电流,对付这些功放是绰绰有余的。看起来很美好,但是这里有个问题需要解决。高级的大功率功放,为了提供稳定的供电,内部都有相当数量的电容,在功放通电的一瞬间,需要给这些电容充电。这时候瞬间的冲击电流极大。对于原车12V逆变器来说,相当于瞬间短路。和绝大多数供电设备一样,12V逆变器就进入短路保护状态,然后就“过一段不确定的时间”,再恢复供电。这个不确定的时间可能是几分钟或者十几个小时。保护状态恢复前,全车就靠前面的12V小电瓶撑着。
解决方案是在后面音响系统上,加一个小电池,这样做有两个好处,一是可以长时间维持功放里电容的电压,避免12V逆变器保护;二是为整套音响系统提供额外的电流,维持电压的稳定。一举两得的做法。
我们在后面加装了一个10AH左右的小磷酸铁锂电瓶,一切问题都完美的解决了。系统也正如我们所设计的那样稳定运转了2年,没有出过任何问题。
直到4周前,车主告诉我小电池没电了,从保险杠搭电,把小电池充满电后,原车系统还是起不来,车子开不了。于是我就开始接下来长达4周的寻根究底之旅。
为什么原车小电瓶即使充满了,车子也无法启动呢?
这篇文章来自我的改装笔记,不是面向普通消费者,也不是教程或者科普目的。所以如果文字晦涩难懂,请忽略技术部分,就当散文随笔看看就好。
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