48V電氣化趨勢(shì)

汽車電氣化使車輛更加舒適、安全和智能，是汽車行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。而隨著電氣化進(jìn)程的深入，車輛負(fù)載功率日益上升，已經(jīng)接近傳統(tǒng)的14V電氣網(wǎng)絡(luò)的功率上限，考慮到電氣線束重量、成本和電氣效率等因素，提升車輛電氣網(wǎng)絡(luò)電壓等級(jí)已經(jīng)提上日程。

一般認(rèn)為，未來(lái)車輛電氣網(wǎng)絡(luò)會(huì)存在兩種方案：

1) 12V和48V電氣網(wǎng)絡(luò)并存

2) 僅保留48V電氣網(wǎng)絡(luò)

在兩種電氣網(wǎng)絡(luò)并存的當(dāng)下，48V負(fù)載主要來(lái)源為：

1) 目前已實(shí)現(xiàn)電氣化的大功率12V部件將向48V轉(zhuǎn)移，比如電子真空泵、前玻璃擋板加熱器等；

2) 未來(lái)新增的大功率部件，比如48V電機(jī)、電子空調(diào)、電子渦輪增壓器、電子防翻滾系統(tǒng)等。新增的48V部件提升了車輛在動(dòng)力性、舒適性和安全性方面的表現(xiàn)，同時(shí)也為自動(dòng)駕駛的發(fā)展鋪平道路。

在48V系統(tǒng)中，直流變換器（DCDC）作為12V電氣網(wǎng)絡(luò)和48V電氣網(wǎng)絡(luò)的橋梁，承擔(dān)兩者之間能量轉(zhuǎn)換的職責(zé)。如果電池能量是水池中的水，那么功率就是水的流量。48V的水來(lái)自48V電機(jī)，同時(shí)12V電池和48V電池為各電氣部件供水。隨著12V負(fù)載閥門大小趨近流量極限值，未來(lái)48V電池將更多地為車輛部件供水。

進(jìn)入2018年，第一代48V P0系統(tǒng)已經(jīng)逐漸成熟，48V領(lǐng)域的先行者們已經(jīng)投入到第二代系統(tǒng)的開發(fā)中。目前第二代48V系統(tǒng)的主流的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包括P2.5、P3、P4和eDCT等，功率等級(jí)提升帶來(lái)了更佳的輔助助力和能量回收效果，并且增加滑行起停和純電動(dòng)駕駛等功能，而其節(jié)油目標(biāo)也普遍在20%以上。第一代48V P0系統(tǒng)中電機(jī)功率在10kW左右，而目前二代系統(tǒng)方案中，電機(jī)功率普遍在18kW以上，48V電池容量也從原來(lái)的8Ah提升至20Ah，相當(dāng)于48V水池更大了，從48V電機(jī)獲取的水源流量也更大了。

新一代48V DCDC介紹

2018年初，聯(lián)合電子開始新一代48 DCDC的產(chǎn)品開發(fā)，以適應(yīng)市場(chǎng)需求變化，新一代產(chǎn)品有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

功率大，功率可選

新一代48V DCDC升級(jí)為2kW被動(dòng)風(fēng)冷和3.3kW水冷兩個(gè)版本，功率等級(jí)提升。產(chǎn)品系列功率范圍覆蓋1.8kW/2.0kW/2.5kW/3.3kW，共4個(gè)產(chǎn)品系列供客戶選擇，可滿足國(guó)內(nèi)外大多數(shù)客戶需求。

高效率

正向傳輸模式下峰值效率高于96%，在大于500W輸出功率時(shí)效率高于95%。反向傳輸模式下峰值效率高于90%。

功能齊全

支持雙向傳輸。在正向傳輸模式下，能量從高壓網(wǎng)絡(luò)向低壓網(wǎng)絡(luò)傳輸，對(duì)14V網(wǎng)絡(luò)供電；在反向傳輸模式下，能量從低壓網(wǎng)絡(luò)向高壓網(wǎng)絡(luò)傳輸，為48V電機(jī)在起動(dòng)、助力、回收工況下輔助供電。除了正向傳輸和反向傳輸功能以外，還有預(yù)充功能，可在上電時(shí)給電機(jī)終端電容預(yù)充電，防止上電初始化過程48V電池繼電器閉合時(shí)出現(xiàn)浪涌電流。支持跛行回家功能，甚至在鋰離子電池故障下仍可工作。

冷卻方式

體積小，支持自然冷卻和水冷，冷卻方式的選擇，需根據(jù)DCDC的功率及安裝位置的環(huán)境溫度綜合判斷。3.3kW水冷版本布置靈活，功率大，適用于用電負(fù)載需求較大的高端車型。

安裝方式

支持多種安裝方式，且易于和電源模塊集成。可安裝在前大燈后面，緊鄰12V電池，冷卻風(fēng)扇后方，乘客座椅下方，后備箱等位置。

功能安全

近年來(lái)，越來(lái)越多的廠商關(guān)注功能安全，即ISO 26262功能安全標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)定位在車用電氣器件、電子設(shè)備等專門用于汽車領(lǐng)域的部件，旨在提高汽車電子、電氣產(chǎn)品功能安全的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。

新一代3.3kW DCDC可達(dá)到ASIL C。目前，DCDC設(shè)計(jì)了多個(gè)安全目標(biāo)，比如避免12V側(cè)過壓、12V欠壓，48V過壓及過熱引起的危害等，同時(shí)具有完備的診斷及保護(hù)措施。

電磁兼容性

48V DCDC作為電氣部件，需滿足客戶提出的電磁兼容性（Electro Magnetic Compatibility, EMC）要求，一般而言，零部件EMC測(cè)試包括發(fā)射測(cè)試和抗干擾測(cè)試兩類，而零部件的EMC等級(jí)要求高于整車EMC等級(jí)。新一代DCDC的EMC等級(jí)到達(dá)CISPR25 Class5，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力更強(qiáng)。

可靠

嚴(yán)格遵守V模型開發(fā)流程，其中第一代產(chǎn)品已經(jīng)取得ASPICE Level1的資格。開發(fā)過程具備完善的測(cè)試驗(yàn)證流程，包括硬件測(cè)試、軟件測(cè)試、系統(tǒng)集成測(cè)試、整車測(cè)試，每個(gè)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)多種Test Case驗(yàn)證產(chǎn)品的功能與性能。