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  • 關于新能源汽車48V系統分析
    • 發布時間:2022-06-13 19:42:21
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    關于新能源汽車48V系統分析
    Technavio公司于前段時間發布了一份2017-2021年度新能源汽車48V系統全球市場的調研報告。據Technavio最新報道顯示,新能源汽車48V系統的全球市場在預測期(2017-2021)內的復合年增長率(CAGR)激增89%。
    新能源汽車48V系統
    圖1 LV148規定的電壓范圍(from LV148)
    為什么會有48V系統?
    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,所以汽車企業沒有積極推進實施。2011年Audi,BMW,Daimler,Porsche,Volkswagen共同提出48V系統,并形成了48V系統規范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系統至今已經60多年,那為什么歐美的汽車企業要提出48V系統?
    可以將傳統發動機上的高負載附件電動化,且支持更大功率的車載設備。
    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,48V更節能。
    48V系統的優點還有很多,但是完全由12V系統切換到48V系統,代價比較大,因為要更換的電氣元件比較多。
    在2018年及以前,傳統主流節能技術在12V系統上能夠達到油耗目標值要求,更換48V系統的需求較小;
    2018年以后,全面升級48V系統雖能提高節能效果,但是成本高昂,技術周期長,其未來的發展前景十分黯淡(中汽研)?;谝陨显颍?ldquo;12V 48V輕混系統”就受到了青睞。
    48V輕混系統構架48V輕混系統簡單理解就是由BSG,48V蓄電池,12V蓄電池和DCDC變換器構成,如圖2所示。
    新能源汽車48V系統
    圖2 48V輕混系統示意圖(from reference 1)
    圖3是Delphi的48V輕混系統。
    圖3 Delphi48V輕混系統
    新能源汽車48V系統
    圖4是AVL的48V輕混系統。
    圖4 AVL48V輕混系統
    新能源汽車48V系統
    48V輕混系統BOM成本下圖數據來自Infineon,在ICE上增加48V輕混系統,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”
    新能源汽車48V系統
    48V/12V DCDC
    48V輕混系統中有一個48V轉12V的DCDC模塊,一般來說,這個DCDC會采用Buck-Boost電路。
    ISL78226專門應用于48V輕混系統的DCDC轉換器,6-Phase 12V/48V Bidirectional Synchronous PWM Controller。以下圖片來自ISL78226 datasheet。
    典型應用電路如下圖所示,最多支持6相交錯控制。
    Multiphase Interleaving Control
    新能源汽車48V系統
    這種控制方法的優勢很明顯,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勢。
    新能源汽車48V系統
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