汽車48 V電源，真的可以成現(xiàn)實嗎？

減排標準結(jié)合汽車中增加的電子含量，特別是在大功率應(yīng)用中如主動懸掛、再生制動和各種電機和泵正推動考慮增添更高壓的12 V軌的需要。幾十年來，汽車行業(yè)一直在考慮這個更高的電壓節(jié)點，一開始在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頻帶以避免60V沖擊閾值，無需額外的保護、橙色的電纜/連接和專用輔助設(shè)備用于維護和發(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。48V系統(tǒng)使目前由諸如冷卻組件和減搖系統(tǒng)等機械帶驅(qū)動的高功耗應(yīng)用電氣化。未來的目標是改善精心挑選的已經(jīng)電氣化的現(xiàn)有系統(tǒng)，如電動助力轉(zhuǎn)向(EPS)。這些改進可以包括簡化電氣系統(tǒng)，以及簡化裝配技術(shù)，和降低整體系統(tǒng)成本。平均估計48V輕度混合動力系統(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)估計比全混合動力和電動汽車便宜約 50%，提供一個很好的折中，以在2020年前滿足汽車平均二氧化碳排放量低于95克/公里的嚴格標準。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)語表示，P0如下圖所示，BSG和其余的Px在傳動系統(tǒng)/軸上增加電機。

簡化的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12/48 V DC -DC轉(zhuǎn)換器以及增加48V負載數(shù)的方案。我們的80 / 100 V MOSFET采用各種不同的分力封裝，如標準的晶體管外形封裝(TO)以及小的5x6mm扁平引腳封裝，用于緊湊和高效的設(shè)計(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起動發(fā)電機應(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)動器(NCV5183和FANxx系列)，我們的80V NCV40x系列共模范圍(CMR)電流檢測放大器適用于48V網(wǎng)。安森美半導(dǎo)體也致力于新一代方案，針對48V系統(tǒng)之保護采用電子保險絲(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

開發(fā)48V系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)存在于多種形式，如標準化、系統(tǒng)定義擴展和關(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，一個更廣泛的全球標準，包括來自各個地區(qū)和OEM的建議和要求，將促進加速發(fā)展和驗收系統(tǒng)及組件用于汽車48V系統(tǒng)。ISO已發(fā)起ISO21780標準化小組，負責開發(fā)這樣一個規(guī)格。另一個問題是融合/電弧，48伏大功率負載數(shù)的增加，同時需要使用配電以監(jiān)控電流路徑電子(除了安全保險絲的部署)，以至爬電短路可被檢測到和在發(fā)生故障時關(guān)斷。此外，必須確保48伏和12伏系統(tǒng)在任何時候都保持分離。12 / 48V短路會對所有12V控制單元和負載造成相當大的損害。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)的首要問題。雖然挑戰(zhàn)還未解決，但最近的報告估計，到2020年前，市場上將有300萬至500萬輛48V系統(tǒng)車輛。

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