具備功能安全的DC-DC系統(tǒng)，助力滿足未來車輛用電需求-上

當今，不管是傳統(tǒng)汽車還是新能源汽車，所提供的功能隨著功率提升耗電量越來越大，如自動駕駛中的ADAS域控制器，座艙應用中的座椅加熱等，導致DCDC輸出端電流越來越大， 線纜本身無法滿足未來輸出需求。

為解決這個問題，有車廠提出48V低壓系統(tǒng)化，通過提供±48V電源，降低低壓DCDC輸出電流，同時降低車輛低壓系統(tǒng)線纜的成本。

未來，高階自動駕駛對算力需求增大，相關組件的耗電量會進一步提升，去低壓系統(tǒng)電池化對于低壓供電系統(tǒng)提出了更高的挑戰(zhàn)，包括系統(tǒng)安全性和線纜成本等。同時，自動駕駛對于功能安全有更高的要求，需要保證過程中電源的穩(wěn)定性，也需要冗余的電源系統(tǒng)設計。當然，不斷融合的EE架構會將一些問題進一步放大，低壓電源系統(tǒng)需要順應趨勢、滿足需求。

DCDC，在電動汽車中起到了至關重要的作用，它可以將高電壓直流電轉換成低電壓直流電，為不同的設備提供不同的電壓和電流，滿足車輛上各種電氣設備的供電需求。

隨著車輛智能化提升，目前所有的重要感知、處理和執(zhí)行部分，都需要實現(xiàn)關鍵任務系統(tǒng)（包括電源）的冗余。在功率電子中，驅動汽車逆變器和給12V網絡供電的DCDC變得更加關鍵。

目前，這些涉及安全的設備如何處理電源的問題是電動汽車發(fā)展中的難題，高壓轉低壓DCDC需要具備的功能安全冗余受到越來越多重視。DCDC的功能安全包含電源可用性AV-PDS、可用性監(jiān)控、過電壓保護、欠壓保護、紋波電壓保護等各種安全冗余措施。

目前市面上電動車設計都在強調功能安全，為什么要引入功能安全？

汽車功能安全針對的是解決電子電氣系統(tǒng)硬件隨機性失效和系統(tǒng)性失效的問題，為什么在新能源汽車設計之初，就一直在強調功能安全呢？主要是因為新能源汽車的設計更注重電動化、智能化、集成化的程度，由此帶來的整車電子電氣架構革新，引入的電子電氣元件和和軟件代碼數(shù)量，相比傳統(tǒng)汽車都有著巨大的不同，同時整個車輛能提供的功能也更復雜和多元化，因此電子電氣系統(tǒng)的功能安全在新能源整車開發(fā)及驗證過程中成為了不可忽視和必須保證的技術指標。

當前，DCDC在功能安全設計上有哪些考量點，注意事項？

現(xiàn)在主流的DCDC轉換器的職能是利用高壓直流電變壓后給低壓蓄電池充電并作為電源為車上大量的電子元件和控制系統(tǒng)供電，其中也包括了安全相關負載的供電。從功能安全的角度，意味著DC/DC整個系統(tǒng)的安全設計需求上要考慮輸入過電壓、欠電壓保護，輸出過電壓、欠電壓保護，輸出過載、短路保護，過溫保護等功能。這些相關的安全需求如何在系統(tǒng)內部實施呢？首先從系統(tǒng)架構上要保證DC/DC內部的高壓部分和低壓部分隔離開來，而DC/DC系統(tǒng)安全需求本質上是對輸入輸出的監(jiān)控，并能夠在識別到系統(tǒng)組件失效后進行安全狀態(tài)的切換，這意味著在系統(tǒng)組件傳感，控制，驅動，通訊，供電的各部分，都應該部署匹配相關功能的診斷和安全狀態(tài)切換功能。

具備功能安全的DCDC如何做到性能冗余？又如何進一步融入冗余的電源系統(tǒng)？英飛凌會提供怎樣的配套開發(fā)資源？

對應DC/DC的應用，英飛凌能提供主要功能器件的完整解決方案，并且各個功能器件都帶有相應的診斷功能，并且控制和驅動器件都有獨立的安全關斷路徑設計來保證系統(tǒng)級安全狀態(tài)的轉換。

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