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                汽车48V零碎技能使用浅析
                公布工夫: 2017-04-10
                随着国度对车辆油耗和排放规范的进一步进步,节能减排成为个汽车企业需求配合面临的课题。48V零碎具有投入低、节能减排分明的特点,可以分明进步车载电源功率,成为近期汽车行业研讨的热门。本文将以汽车48V零碎的开展和使用动手,复杂为各人出现48V零碎近况和将来趋向。
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                48V零碎的开展和配景
                轿车电气平台开展进程

                1970前--1970s

                6V零碎--12V零碎

                推进1:电气化部件少量集成

                推进2:6V零碎不克不及满意车用电器功率要求

                后果:车用电气平台晋级

                1990s--42V零碎构想

                目标:应对将来汽车电气化趋向(寻求3倍以上的电压)

                次要到场者:美国

                规范:SAE集会停止了肯定讨论

                后果:失败,但某些部件保存42V电压


                42V零碎失败缘由

                - 完全的架构反动,需求车内一切电子元件停止改造

                本钱产出不睬想,市场无法承受

                未能带来抱负的节能结果

                12V架构调制精良,且获得了一系列节能方面的停顿


                2000s--12V零碎


                回归12V零碎

                启停技能呈现

                2010s-48V零碎提出


                推进1:欧洲2020年95g/km法例压力

                推进2:启停技能将12V零碎承载才能推到极限

                次要到场者:德国

                规范:48V零碎规范LV148

                2010后-48V零碎整合美满


                - 经过DC/DC转换器,将48V零碎集成在原有12V零碎上,防止了反动性的变卦

                - 48V/12V双总成电压技能的积聚

                - 锂电池和超等电容的呈现是48V技能开展的契机

                节油结果分明(NEDC工况10%-15%)

                严厉的节能法例推进48V零碎开展

                到2020年,列国CO2排放法例都限定在100g/km左右。欧洲在节能控制方面不断走在后面,美国、中国逐步遇上。


                车用电器的不时集成推进48V零碎开展



                • 12V零碎所能提供的功率极限在3kw-4kw;

                • 经过不时低落已有电气配备的功率需求,可以满意肯定量的新电器配备集成;

                • 参加功率需求较大的电气配备(如启停零碎)后,12V零碎承载才能到达极限,需求新电气平台的构建。


                混淆动力汽车的开展促进48V零碎的使用


                为什么选择48V零碎


                • 48V零碎具有较小节能潜力

                • 开辟高压零碎见效很小,电压过高则本钱和法例无法承受,48V是最好选择


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                 48V零碎架构与原理


                现阶段48V零碎架构


                应用DC/DC转换安装,完成电气零碎12V/48V双电压架构,辨别驱动差别元件。


                48V零碎在混淆动力汽车上的使用



                • 在混淆动力汽车上搭载48V零碎,经过两个DC/DC转换器,构成12V-48V-HEV电气零碎架构;

                • 平凡混淆动力汽车的电气架构是12V-HEV形式,经过DC/DC转换器间接联通12V零碎和HEV高压零碎。


                由12V/48V双电压零碎到48V单电压零碎

                随着48V零碎不时推行,汽车电气零碎将逐步由12V/48V双电压零碎过渡到48V单电压零碎,以满意车用电器的功率需求和电气零碎架构复杂化需求。从某种层面上讲,48V零碎是过渡零碎,随着EV和FCV的开展,高电压电气零碎会不时投入使用。


                48V零碎的节能原理

                48V零碎可以为更多先辈节能技能提供集成平台的根底,从而到达节能结果。而48V承载功率提拔到15kw左右,可提供更多减排技能的集成。

                在现在的12V零碎下,启停技能的使用曾经到达极限(功率为3kw),无法集成其他高功率耗费的节能技能。而在48V零碎下,随着种种先辈节能技能的使用,可到达10%-15%的节油结果。由于48V零碎通电电流位12V零碎的1/4,以是等功率下的功率丧失较12V零碎增加也十分可观,功率丧失是12V零碎的1/16更低的功率丧失,电气零碎的总体服从大大提拔,排除了功率限定,可以对车用电器停止更精密的控制,提拔其功能。

                另一方面,48V零碎可以提供诸如能量接纳零碎、主动启停零碎等更多的功用集成,满意人们越来越高的需求。同时,锂电池充放电功能更佳,启停零碎的使用结果更好。

                另一方面,更低的电流意味着可以使用更细的导线,对整车的轻量化设计促进结果分明。

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                  48V零碎技能应战与设计发起


                平安电压控制


                由奥迪、宝马、戴姆勒、保时捷和群众物价德国厂商与2011年订定的LV148规范中,电子元件正常任务电压为36V-52V,高于60V的电压被严厉制止,为了到达这一限值规范,设定了54V和52V电压限定,以留出电压动摇地区。


                能量办理的应战

                在能量办理方面,该零碎也面对着能量转换、能量储藏和能量活动以及服从和波动性的题目。

                电弧放电

                在并联电路中,当能量到达2900J,两条通电线路之间有很小的打仗的时分容易发作电弧放电。

                在串联电路中,当在48V电路任务中停止热插拔时,也会发作电弧放电。

                现在并联的电弧放电智能经过公道的电路设计来防止,串联电弧放电需求在电路中引入电容器来防止。


                接地生效

                双电压零碎中,高压模块接地生效后,电流间接经过高压模块与空中打仗,会对高压模块部件形成破坏。

                该题目通常的处理思绪是将48V子零碎与12V子零碎线路离开设计并无衔接,假如线路无法离开,则在两零碎间的线路上设计高压阻断安装。

                双电压零碎CAN总线通讯

                为保证数据通讯流利,CAN总线要求两头输出电平相反。

                电磁兼容EMC

                48V零碎较12V零碎有较大的电压降低,电磁兼容的要求就会更高,以是在双电压零碎的转换器和导线部署中,必需思索电磁兼容的设计。

                其他应战

                ※本钱控制

                - 研发投入

                - 庞大的电器构造的开辟

                - 浮动本钱

                ※分量添加

                - DC/DC转换重视量

                - 48V电池的分量

                - 添加的线圈分量

                ※维护本钱

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                 48V零碎将来开展趋向


                48V零碎的使用区间

                将来10年,启停技能和混淆动力技能将连忙开展,这些技能正是48V零碎的最佳使用区间。

                推行48V零碎带来的影响

                48V零碎可以带来零碎部件的优化、更多附件和作动器的电气化以及诸如后轮转向零碎的新功用的参加,并且可以带来较好的节能减排结果。但48V零碎并不会带来特殊大的本钱压力,次要压力还是种种功用性电气部件的集成本钱。

                各厂商对48V技能开辟的投入变革


                2014年,53%以上的厂商加大了对48V技能的开辟。同时,各厂商也开端寻求技能协作,配合开辟48V零碎。

                48V零碎相干设计、部件等都失掉了很大的开展。

                整车厂的使用
                • 群众公司

                该车将搭载大陆公司的48V/12V电气零碎,具有智能能量接纳零碎、减速辅佐零碎、进阶启停零碎和差别行驶形态的驱动战略。

                将来群众与大陆也会持续探究48V零碎在重混HEV和插电式PHEV上的使用。

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                  列国对48V零碎的差别态度
                欧洲--鼎力推行

                由于欧洲严厉的节能环保法例以及基于传统内燃机汽车的技能积聚,欧洲在霸占将来48V市场方面也有较大的而潜力。


                美、日--态度普通
                个性阻力

                CO2法例绝对松懈

                美国:2020年113g/km,2025年93g/km;

                日本:2020年112g/km,2025年112g/km;

                汽车电子厂商


                美日技能道路与欧洲有所区别,技能投入偏向差别,招致美日供给商与德国供给商的技能程度有肯定差距。

                特性阻力

                美 国

                42V零碎的失败令美国人在车用电气零碎变革方面更为慎重;

                日 本

                开展偏向为混淆动力技能,先辈的混淆动力技能可包管将来20年内满意法例要求。

                中国--车企积极展开集成婚配,中心部件研发临时空缺

                现在国际整车企业在48V零碎上有搭载测试,但是我国汽车电子供给商气力绝对单薄,在自主研发范畴临时空缺。

                将来在情况、动力和法例的压力和中国汽车智能化的鼎力推进的情况下,48V零碎在国际具有十分大的使用潜力。

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