關(guān)于新能源汽車48V系統(tǒng)淺析-KIA MOS管
信息來源：本站 日期：2021-10-28
Technavio公司于數(shù)日前發(fā)布了一份2017-2021年度新能源汽車48V系統(tǒng)全球市場的調(diào)研報告。據(jù)Technavio最新報道顯示，新能源汽車48V系統(tǒng)的全球市場在預(yù)測期（2017-2021）內(nèi)的復(fù)合年增長率（CAGR）激增89%。
圖1 LV148規(guī)定的電壓范圍(from LV148)
為什么會有48V系統(tǒng)？
1988年SAE就提議把標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)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。
無論42V還是48V，都是以60V的安全電壓為基準(zhǔn)，因為60V以下的電壓不需要采取額外的安全防護(hù)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(fù)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。
48V系統(tǒng)的優(yōu)點還有很多，但是完全由12V系統(tǒng)切換到48V系統(tǒng)，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(tǒng)主流節(jié)能技術(shù)在12V系統(tǒng)上能夠達(dá)到油耗目標(biāo)值要求，更換48V系統(tǒng)的需求較小；
2018年以后，全面升級48V系統(tǒng)雖能提高節(jié)能效果，但是成本高昂，技術(shù)周期長，其未來的發(fā)展前景十分黯淡（中汽研）。基于以上原因，“12V 48V輕混系統(tǒng)”就受到了青睞。
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)
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(yán)格的成本管控估計也是趨勢。
From Infineon “Automotive conference Call”
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。
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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