汽車48 V電源，真的可以成現(xiàn)實(shí)嗎？

減排標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合汽車中增加的電子含量，特別是在大功率應(yīng)用中如主動(dòng)懸掛、再生制動(dòng)和各種電機(jī)和泵正推動(dòng)考慮增添更高壓的12 V軌的需要。幾十年來(lái)，汽車行業(yè)一直在考慮這個(gè)更高的電壓節(jié)點(diǎn)，一開(kāi)始在90年代提出了42 V，最終定為48V系統(tǒng)。48V軌提供了足夠的保護(hù)頻帶以避免60V沖擊閾值，無(wú)需額外的保護(hù)、橙色的電纜/連接和專用輔助設(shè)備用于維護(hù)和發(fā)生事故的情況。

雙12/48V架構(gòu)主要旨在優(yōu)化如今現(xiàn)有的輕度和微混合技術(shù)，如啟停和再生制動(dòng)。48V系統(tǒng)使目前由諸如冷卻組件和減搖系統(tǒng)等機(jī)械帶驅(qū)動(dòng)的高功耗應(yīng)用電氣化。未來(lái)的目標(biāo)是改善精心挑選的已經(jīng)電氣化的現(xiàn)有系統(tǒng)，如電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向(EPS)。這些改進(jìn)可以包括簡(jiǎn)化電氣系統(tǒng)，以及簡(jiǎn)化裝配技術(shù)，和降低整體系統(tǒng)成本。平均估計(jì)48V輕度混合動(dòng)力系統(tǒng)將提供減少10-20%的CO2排放。而成本是添加到系統(tǒng)中，48V系統(tǒng)估計(jì)比全混合動(dòng)力和電動(dòng)汽車便宜約 50%，提供一個(gè)很好的折中，以在2020年前滿足汽車平均二氧化碳排放量低于95克/公里的嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)。汽車制造商正在考慮幾種48V系統(tǒng)配置，目前由從P0至P4的Px術(shù)語(yǔ)表示，P0如下圖所示，BSG和其余的Px在傳動(dòng)系統(tǒng)/軸上增加電機(jī)。

簡(jiǎn)化的48 V架構(gòu)– P0系統(tǒng)

為制備12/48 V雙電源架構(gòu)系統(tǒng)用于汽車中，安森美半導(dǎo)體正著手大量48V系統(tǒng)方案，針對(duì)12/48 V DC -DC轉(zhuǎn)換器以及增加48V負(fù)載數(shù)的方案。我們的80 / 100 V MOSFET采用各種不同的分力封裝，如標(biāo)準(zhǔn)的晶體管外形封裝(TO)以及小的5x6mm扁平引腳封裝，用于緊湊和高效的設(shè)計(jì)(NVMFS系列和功率溝槽技術(shù)MOSFET)。安森美半導(dǎo)體還提供MOSFET模塊如APM19(80 V 135 AFTCO3V85A1)用于48V DC-DC和APM17(80 V 540 AFAM08A50DT1)用于BSG起動(dòng)發(fā)電機(jī)應(yīng)用。也可提供裸片方案供客戶構(gòu)建特定模塊。此外，我們有驅(qū)動(dòng)器(NCV5183和FANxx系列)，我們的80V NCV40x系列共模范圍(CMR)電流檢測(cè)放大器適用于48V網(wǎng)。安森美半導(dǎo)體也致力于新一代方案，針對(duì)48V系統(tǒng)之保護(hù)采用電子保險(xiǎn)絲(eFuse)技術(shù)，以及省重/省空間采用寬帶隙方案氮化鎵(GaN)以減少DC-DC轉(zhuǎn)換

開(kāi)發(fā)48V系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)存在于多種形式，如標(biāo)準(zhǔn)化、系統(tǒng)定義擴(kuò)展和關(guān)注的特定區(qū)域如電弧/融合。LV148/VDA320存在48V電流規(guī)格，然而，一個(gè)更廣泛的全球標(biāo)準(zhǔn)，包括來(lái)自各個(gè)地區(qū)和OEM的建議和要求，將促進(jìn)加速發(fā)展和驗(yàn)收系統(tǒng)及組件用于汽車48V系統(tǒng)。ISO已發(fā)起ISO21780標(biāo)準(zhǔn)化小組，負(fù)責(zé)開(kāi)發(fā)這樣一個(gè)規(guī)格。另一個(gè)問(wèn)題是融合/電弧，48伏大功率負(fù)載數(shù)的增加，同時(shí)需要使用配電以監(jiān)控電流路徑電子(除了安全保險(xiǎn)絲的部署)，以至爬電短路可被檢測(cè)到和在發(fā)生故障時(shí)關(guān)斷。此外，必須確保48伏和12伏系統(tǒng)在任何時(shí)候都保持分離。12 / 48V短路會(huì)對(duì)所有12V控制單元和負(fù)載造成相當(dāng)大的損害。因此，電弧和接地的損耗是構(gòu)成目前12/48V雙電源系統(tǒng)用于汽車的挑戰(zhàn)的首要問(wèn)題。雖然挑戰(zhàn)還未解決，但最近的報(bào)告估計(jì)，到2020年前，市場(chǎng)上將有300萬(wàn)至500萬(wàn)輛48V系統(tǒng)車輛。

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