新能源汽車48V系統(tǒng)
刷微信的時候無意間看到這樣一個算是過時的新聞吧,于是了解了一下新能源汽車的48V系統(tǒng)。
1. 為什么會有48V系統(tǒng)
1988年SAE就提議把標準電壓提高到42V,由于汽車零部件替換的費用高昂,所以汽車企業(yè)沒有積極推進實施。2011年Audi,BMW,Daimler,Porsche,Volkswagen共同提出48V系統(tǒng),并形成了48V系統(tǒng)規(guī)范LV148。圖1 LV148規(guī)定的電壓范圍(from LV148)
無論42V還是48V,都是以60V的安全電壓為基準,因為60V以下的電壓不需要采取額外的安全防護措施。其實汽車12V系統(tǒng)至今已經(jīng)60多年,那為什么歐美的汽車企業(yè)要提出48V系統(tǒng)?
- 可以將傳統(tǒng)發(fā)動機上的高負載附件電動化,且支持更大功率的車載設(shè)備。
- 工作電壓由12V提高至48V,損耗減小,線束線徑減小。
- 相對于12V怠速啟停系統(tǒng),48V更節(jié)能。
2. 48V輕混系統(tǒng)構(gòu)架48V輕混系統(tǒng)簡單理解就是由BSG,48V蓄電池,12V蓄電池和DCDC變換器構(gòu)成,如圖2所示。
圖2 48V輕混系統(tǒng)示意圖(from reference 1)
圖3是Delphi的48V輕混系統(tǒng)。圖3 Delphi48V輕混系統(tǒng)
圖4是AVL的48V輕混系統(tǒng)。圖4 AVL48V輕混系統(tǒng)
3. 48V輕混系統(tǒng)BOM成本下圖數(shù)據(jù)來自Infineon,在ICE上增加48V輕混系統(tǒng),電子元器件的BOM成本從$339增加到$415。但是在PHEV或者HEV中,由于增加了Inverter、DCDC和OBC,BOM成本增加了$370。不知道我們做的Inverter、DCDC、OBC能賣多少錢,不過嚴格的成本管控估計也是趨勢。From Infineon “Automotive conference Call”
4. 48V/12V DCDC
48V輕混系統(tǒng)中有一個48V轉(zhuǎn)12V的DCDC模塊,一般來說,這個DCDC會采用Buck-Boost電路。這個拓撲本身沒啥好說的,但是Intersil的這款芯片還是讓我震驚啊!ISL78226專門應(yīng)用于48V輕混系統(tǒng)的DCDC轉(zhuǎn)換器,6-Phase 12V/48V Bidirectional Synchronous PWM Controller。以下圖片來自ISL78226 datasheet。
典型應(yīng)用電路如下圖所示,最多支持6相交錯控制。Multiphase Interleaving Control?
這種控制方法的優(yōu)勢很明顯,尤其是對于磁性器件。
- 交錯控制使得電流紋波很小,從而減小了輸入電容和輸出電容
- 回路的等效電感更小,使得響應(yīng)速度更快
- 在大電流場合可以在每一相使用小電感代替整個大電感,無論在成本、體積還是重量等方面都會有優(yōu)勢。
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