
深度访谈:{伯汇平台}行业专家观点。汽车电气化使车辆更加舒适、安全和智能,是汽车行业发展的必然趋势。而随着电气化进程的深入,车辆负载功率日益上升,已经接近传统的14V电气网络的
汽车电气化使车辆更加舒适、安全和智能,是汽车行业发展的必然趋势。而随着电气化进程的深入,车辆负载功率日益上升,已经接近传统的14V电气网络的功率上限,考虑到电气线束重量、成本和电气效率等因素,提升车辆电气网络电压等级已经提上日程。
1) 目前已实现电气化的大功率12V部件将向48V转移,比如电子真空泵、前玻璃挡板加热器等;
2) 未来新增的大功率部件,比如48V电机、电子空调、电子涡轮增压器、电子防翻滚系统等。新增的48V部件提升了车辆在动力性、舒适性和安全性方面的表现,同时也为自动驾驶的发展铺平道路。
在48V系统中,直流变换器(DCDC)作为12V电气网络和48V电气网络的桥梁,承担两者之间能量转换的职责。如果电池能量是水池中的水,那么功率就是水的流量。48V的水来自48V电机,同时12V电池和48V电池为各电气部件供水。随着12V负载阀门大小趋近流量极限值,未来48V电池将更多地为车辆部件供水。
进入2018年,第一代48V P0系统已经逐渐成熟,48V领域的先行者们已经投入到第二代系统的开发中。目前第二代48V系统的主流的拓扑结构包括P2.5、P3、P4和eDCT等,功率等级提升带来了更佳的辅助助力和能量回收效果,并且增加滑行起停和纯电动驾驶等功能,而其节油目标也普遍在20%以上。第一代48V P0系统中电机功率在10kW左右,而目前二代系统方案中,电机功率普遍在18kW以上,48V电池容量也从原来的8Ah提升至20Ah,相当于48V水池更大了,从48V电机获取的水源流量也更大了。
2018年初,联合电子开始新一代48 DCDC的产品开发,以适应市场需求变化,新一代产品有以下几个特点:
新一代48V DCDC升级为2kW被动风冷和3.3kW水冷两个版本,功率等级提升。产品系列功率范围覆盖1.8kW/2.0kW/2.5kW/3.3kW,共4个产品系列供客户选择,可满足国内外大多数客户需求。
正向传输模式下峰值效率高于96%,在大于500W输出功率时效率高于95%。反向传输模式下峰值效率高于90%。
支持双向传输。在正向传输模式下,能量从高压网络向低压网络传输,对14V网络供电;在反向传输模式下,能量从低压网络向高压网络传输,为48V电机在起动、助力、回收工况下辅助供电。除了正向传输和反向传输功能以外,还有预充功能,可在上电时给电机终端电容预充电,防止上电初始化过程48V电池继电器闭合时出现浪涌电流。支持跛行回家功能,甚至在锂离子电池故障下仍可工作。
体积小,支持自然冷却和水冷,冷却方式的选择,需根据DCDC的功率及安装位置的环境温度综合判断。3.3kW水冷版本布置灵活,功率大,适用于用电负载需求较大的高端车型。
支持多种安装方式,且易于和电源模块集成。可安装在前大灯后面,紧邻12V电池,冷却风扇后方,乘客座椅下方,后备箱等位置。
近年来,越来越多的厂商关注功能安全,即ISO 26262功能安全标准,该标准定位在车用电气器件、电子设备等专门用于汽车领域的部件,旨在提高汽车电子、电气产品功能安全的国际标准。
新一代3.3kW DCDC可达到ASIL C。目前,DCDC设计了多个安全目标,比如避免12V侧过压、12V欠压,48V过压及过热引起的危害等,同时具有完备的诊断及保护措施。
48V DCDC作为电气部件,需满足客户提出的电磁兼容性(Electro Magnetic Compatibility, EMC)要求,一般而言,零部件EMC测试包括发射测试和抗干扰测试两类,而零部件的EMC等级要求高于整车EMC等级。新一代DCDC的EMC等级到达CISPR25 Class5,市场竞争力更强。
严格遵守V模型开发流程,其中第一代产品已经取得ASPICE Level1的资格。开发过程具备完善的测试验证流程,包括硬件测试、软件测试、系统集成测试、整车测试,每个环节设计多种Test Case验证产品的功能与性能。
联合电子拥有多年电力电子产品的研发和批产经验,高压DCDC和第一代48V DCDC的开发团队,为新一代DCDC的研发提供了很多技术支持。
联合电子具备专业的系统开发能力,从客户角度出发,为客户提供高性价比的完整48V系统解决方案。
联合电子沉淀了博世先进的技术理念,在本地建立了研发团队并自主研发了48V DCDC,而该产品作为博世全球平台产品,已在国外市场推广。
48V轻混系统在提高节能效果的同时,大幅降低碳排放和污染物排放,帮助汽车企业符合严苛的排放标准,具备良好的经济性。预计到2025年,世界上约14%的新车都将配备轻混系统,市场前景广阔。对此,大陆集团较早推出了48V环保驾乘系统,并在此方面不断进行技术提升和市场化的推进。
据了解,48V轻混系统主要由48V锂电池组、集成AC/DC逆变器的电机和DC/DC转换器构成。而近期大陆集团举办的2018技术体验日期间,对相关技术进行了重点展示。
其中,48伏系统的DC/DC直流转换器连接48伏和12伏车载电压,即便在发动机关闭的情况下也能提供稳定的功率, 例如在扩展起停和滑行期间。
而进入48V电池系统市场是大陆集团重要的战略步骤,2018年年初,大陆集团与中国汽车及电池供应商四川成飞集成科技股份有限公司通过各自旗下子公司成立合资公司,开发生产48V汽车电池系统。新成立的合资公司将全球运营,并服务欧洲、北美、中国及亚洲其他市场的客户。
此外,在此次体验日上,大陆集团还展示48V高性能水冷皮带驱动起动发电机。
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