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一、提升电压至48V的好处 降低电流提高效率 减少能量损耗在相同功率下电压提高一倍电流减半。电流的减少降低了电阻损耗I²R损耗提高了能源利用效率。减轻线束重量电流降低后可以使用截面积更小的导线减轻车辆重量提升燃油经济性。 支持更高功率的电气设备 满足高功率需求48V系统能够更有效地驱动诸如电动涡轮增压器、主动悬挂系统和高级驾驶辅助系统等高功率设备。提升车辆性能高功率设备的应用可以改善车辆的动力性能和驾驶体验。 有利于混合动力技术的集成 轻度混合动力系统48V电压适用于轻度混合动力系统实现如启停技术、能量回收和电机辅助等功能降低油耗和排放。成本效益相比高压混合动力系统如300V以上48V系统成本更低技术实现更简单。 提高系统可靠性和安全性 稳定的电压供应48V系统在负载变化时电压波动较小提供更稳定的电源供应。安全性提升电压低于60V被认为是安全电压范围减少了高压带来的安全风险。 促进新技术应用 电气化趋势随着车辆电气化程度的提高48V系统为新技术的应用提供了更广阔的平台。减少排放通过支持更高效的电气设备和混合动力技术有助于减少尾气排放符合环保法规。
二、需要改变的电子元器件和电气架构 电池系统 更换为48V电池需要使用48V蓄电池通常是锂离子电池以满足能量密度和功率密度的要求。电池管理系统BMS升级新的电压等级需要重新设计BMS以监控和管理电池的性能和安全。 电机和发电机 起动机/发电机更换为48V兼容的起动机和发电机或使用集成式起发电机ISG实现启动和发电一体化。辅助电动机如电动助力转向、电动水泵需要更换为适应48V电压的型号。 电力电子设备 DC-DC转换器安装48V转12V的DC-DC转换器为传统的12V设备供电实现双电压系统的兼容。逆变器和整流器需要重新设计以适应新的电压等级和功率需求。 线束和连接器 升级绝缘材料电压提高后绝缘要求也提高需要使用耐高压的绝缘材料。重新设计线束根据新的电流和电压要求优化线束截面和布局。 保险丝和继电器 更换为适配48V的元件所有的保护和控制元件如保险丝、继电器和断路器需要适应新的电压和电流规格。 控制模块和传感器 ECU升级电子控制单元需要确保在48V下正常运行或通过降压模块供电。传感器适配一些传感器可能需要调整或更换以适应新的电压环境。 照明和辅助系统 照明设备如果现有的照明系统无法在48V下工作需要更换为适配的LED照明或通过DC-DC转换器供电。信息娱乐系统需要确保这些系统能够在新的电压下安全运行可能需要增加降压电路。 安全和保护措施 绝缘监测增加对电气系统的绝缘监测防止漏电和短路。安全标准符合性确保所有更改符合相关的汽车电子安全标准和法规。
总结
将汽车电子电气架构从12V提升至48V可以显著提高车辆的电气性能和能源效率支持更多高功率的电气化功能推动汽车技术的进步。然而这需要对车辆的电气系统进行全面的评估和升级确保所有元器件和系统都能够在新的电压等级下安全可靠地运行。同时需要考虑成本、技术可行性和法规要求综合权衡后实施升级方案。 作者简介https://shimo.im/docs/rp3OVwxle2fJn7Am/ 上海徐汇 2024年9月15日
