汽車(chē)電氣化如何發(fā)展電壓電源板網(wǎng)
發(fā)布時(shí)間:2020-10-14 責(zé)任編輯:wenwei
【導(dǎo)讀】隨著自動(dòng)駕駛功能以及舒適性、便利性和信息娛樂(lè)功能需求的不斷增長(zhǎng),汽車(chē)內(nèi)對(duì)電能的需求日益增長(zhǎng)。當(dāng)今汽車(chē)具有越來(lái)越多的傳感器、執(zhí)行器以及讀取傳感器并控制執(zhí)行器的電子控制模塊(ECU)。與此同時(shí),對(duì)混合動(dòng)力和電動(dòng)汽車(chē)的需求不斷增長(zhǎng)使得能效成為重要的設(shè)計(jì)目標(biāo)。畢竟,提高效率會(huì)增加車(chē)輛的行駛距離。
為提高電源效率,汽車(chē)設(shè)計(jì)工程師正在汽車(chē)中實(shí)現(xiàn)高壓電源板網(wǎng)。使用較高電壓的電源板網(wǎng)不僅有助于減輕車(chē)輛整體重量(例如,通過(guò)減少線束重量減重),而且還無(wú)需進(jìn)行電壓電平轉(zhuǎn)換,因?yàn)檩^高的電壓可直接為執(zhí)行器供電。
盡管看似使用單個(gè)高壓電源板網(wǎng)是最好的選擇,但實(shí)際上,不同執(zhí)行器和ECU的功率要求不斷變化,這促使汽車(chē)系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員在車(chē)輛中安裝兩到三個(gè)電壓電源板網(wǎng)。
本文中,我們將討論汽車(chē)設(shè)計(jì)師在下一代汽車(chē)架構(gòu)中考慮的電壓電源板網(wǎng)。我們還將為您提供產(chǎn)品系列和資源,幫您解決與不同電源板網(wǎng)相關(guān)的各類(lèi)技術(shù)挑戰(zhàn)。
圖1所示為基于不同車(chē)輛類(lèi)型的車(chē)輛中不同的電壓電源板網(wǎng)可能性。
圖1:車(chē)輛電壓電源板網(wǎng)
使用12V電源板網(wǎng)為控制模塊供電
根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)7637-2和ISO 16750-2標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,傳統(tǒng)的12 V電源板網(wǎng)具有寬電壓范圍。盡管基于內(nèi)燃機(jī)的汽車(chē),這些要求不太可能改變,但在混合動(dòng)力和電動(dòng)汽車(chē)中使用12 V電壓可能會(huì)導(dǎo)致最大電壓降低,尤其是如果12 V總線沒(méi)有交流發(fā)電機(jī)(也就是說(shuō),如果12V電源板網(wǎng)所需的所有電源都來(lái)自用于從高壓降壓到12V的高效DC/DC轉(zhuǎn)換器)這種情況下,可使用低輸入電壓穩(wěn)壓器在ECU中實(shí)現(xiàn)電源管理解決方案。
設(shè)計(jì)師可靈活地解決由12V電源電源板網(wǎng)絡(luò)供電的控制模塊中的各類(lèi)技術(shù)挑戰(zhàn)。這些控制模塊具有一系列符合汽車(chē)標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品,如電源管理、放大器、收發(fā)器、電機(jī)驅(qū)動(dòng) 和 智能電源開(kāi)關(guān)。
應(yīng)對(duì)48V電源板網(wǎng)中的挑戰(zhàn)
48V電源板網(wǎng)通常用于為需要更高功率的負(fù)載供電。由48 V供電的特定負(fù)載取決于車(chē)輛類(lèi)型。無(wú)論模塊類(lèi)型如何,連接到48 V電源板網(wǎng)的控制模塊都將需要高效、高功率密度且能夠承受ISO 21780中規(guī)定的工作電壓要求的電源管理器件。如果ECU也連接到12V電源板網(wǎng)上,則模塊也需要功能隔離。具有功能安全性的高效多相48V柵極驅(qū)動(dòng)器可驅(qū)動(dòng)諸如皮帶起動(dòng)發(fā)電機(jī)或HVAC交流壓縮機(jī)模塊等48V執(zhí)行器。對(duì)功能安全性的需求推動(dòng)了對(duì)諸如負(fù)載電流感測(cè)的其他診斷電路的需求。在48V電池管理系統(tǒng)中,部署48V電源電源板網(wǎng)還需要高效、精確的充電狀態(tài)和健康狀態(tài)管理。
為提高效率、增強(qiáng)功率密度并在48 V電源板網(wǎng)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)功能安全,設(shè)計(jì)人員可使用降壓穩(wěn)壓器、三相柵極驅(qū)動(dòng)器 和 電池管理系統(tǒng)以及廣泛的電流和電壓感應(yīng)放大器產(chǎn)品組合。
最大化高壓電源板網(wǎng)
電動(dòng)汽車(chē)的電池系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生更高的電壓。諸如牽引逆變器和HVAC交流壓縮機(jī)模塊等高功率負(fù)載直接由高壓電源板網(wǎng)供電。這意味著用于驅(qū)動(dòng)這些高壓負(fù)載的功率級(jí)需要承受高工作電壓,且需要高共模瞬變抗擾度(CMTI)。此外,實(shí)現(xiàn)緊湊型解決方案需要高功率密度的柵極驅(qū)動(dòng)器和功率級(jí)。使用多個(gè)電源板網(wǎng)還需在控制模塊內(nèi)的低壓域和高壓域之間進(jìn)行隔離,以確保正常運(yùn)行。高壓的使用可能要求設(shè)計(jì)不僅滿(mǎn)足電氣安全要求,而且要滿(mǎn)足功能安全要求。后者的要求有必要實(shí)現(xiàn)診斷功能,從而在這些系統(tǒng)中產(chǎn)生額外電流、電壓和溫度感測(cè)解決方案。此外,還需要具有精確充電狀態(tài)和健康狀態(tài)管理并保持更佳的電池均勻性的高效高壓電池管理系統(tǒng)。
高壓柵極驅(qū)動(dòng)、電池管理系統(tǒng)、電源和信號(hào)隔離器 和高速運(yùn)算放大器是廣泛的產(chǎn)品組合,設(shè)計(jì)人員可使用這些產(chǎn)品優(yōu)化并應(yīng)對(duì)高壓控制中的效率、功率密度、功能安全性和可靠性挑戰(zhàn)模塊。
從低電壓到高電壓的設(shè)計(jì)
汽車(chē)設(shè)計(jì)工程師可從多類(lèi)模擬和嵌入式半導(dǎo)體器件中進(jìn)行選擇,以用于12V、48V和高壓電源板網(wǎng)。這些產(chǎn)品可靈活地設(shè)計(jì)具有高效ECU的車(chē)輛體系結(jié)構(gòu),并有助于實(shí)現(xiàn)功率密度、可靠性和功能安全性設(shè)計(jì)目標(biāo)。
推薦閱讀:
特別推薦
- 克服碳化硅制造挑戰(zhàn),助力未來(lái)電力電子應(yīng)用
- 了解交流電壓的產(chǎn)生
- 單結(jié)晶體管符號(hào)和結(jié)構(gòu)
- 英飛凌推出用于汽車(chē)應(yīng)用識(shí)別和認(rèn)證的新型指紋傳感器IC
- Vishay推出負(fù)載電壓達(dá)100 V的業(yè)內(nèi)先進(jìn)的1 Form A固態(tài)繼電器
- 康佳特推出搭載AMD 銳龍嵌入式 8000系列的COM Express緊湊型模塊
- 村田推出3225尺寸車(chē)載PoC電感器LQW32FT_8H系列
技術(shù)文章更多>>
- “扒開(kāi)”超級(jí)電容的“外衣”,看看超級(jí)電容“超級(jí)”在哪兒
- DigiKey 誠(chéng)邀各位參會(huì)者蒞臨SPS 2024?展會(huì)參觀交流,體驗(yàn)最新自動(dòng)化產(chǎn)品
- 提前圍觀第104屆中國(guó)電子展高端元器件展區(qū)
- 高性能碳化硅隔離柵極驅(qū)動(dòng)器如何選型,一文告訴您
- 貿(mào)澤電子新品推薦:2024年第三季度推出將近7000個(gè)新物料
技術(shù)白皮書(shū)下載更多>>
- 車(chē)規(guī)與基于V2X的車(chē)輛協(xié)同主動(dòng)避撞技術(shù)展望
- 數(shù)字隔離助力新能源汽車(chē)安全隔離的新挑戰(zhàn)
- 汽車(chē)模塊拋負(fù)載的解決方案
- 車(chē)用連接器的安全創(chuàng)新應(yīng)用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門(mén)搜索