基于Infineon TC387+TLF35584+TLE9140+2ED4820+2ED2410的48V EEA方案

  1886年，德國人卡爾·本茨用世界第一輛不用馬拉的三輪車(chē)，將人類(lèi)帶進(jìn)了現代汽車(chē)工業(yè)時(shí)代。一百多年后的今天，汽車(chē)產(chǎn)業(yè)已經(jīng)是現代工業(yè)的重要組成部分。汽車(chē)的種類(lèi)也從傳統的油車(chē)，發(fā)展出油混、插混、增程、純電、燃料電池等各種類(lèi)型。在現代科技的推動(dòng)下，汽車(chē)電動(dòng)化、網(wǎng)聯(lián)化、智能化飛速發(fā)展，汽車(chē)也不再是簡(jiǎn)單的代步工具。行業(yè)發(fā)展促使安全已不再是單一追求的目標，舒適、便捷、智能等各種高級需求也使汽車(chē)從機電產(chǎn)品朝著(zhù)“電子產(chǎn)品”的方向發(fā)展。汽車(chē)電子電氣架構（EEA）將各類(lèi)傳感，決策，執行部件整合，協(xié)調整車(chē)復雜、安全、有序的運行，給使用者帶來(lái)良好的體驗。

乘用車(chē)低電壓系統演進(jìn)史

        在汽車(chē)的發(fā)展歷程中，在1918-1950年代，6V低電壓系統曾是主流，當時(shí)車(chē)載電器沒(méi)有如今的豐富，主要用電設備是電燈和啟動(dòng)機；進(jìn)入1950年代開(kāi)始，為了適應大排量發(fā)動(dòng)機需要，出現6V+6V串聯(lián)，也就是12V低電壓系統。之后隨著(zhù)用電設備逐漸增加，6V低電壓系統開(kāi)始滿(mǎn)足不了車(chē)用電器需求，逐漸的車(chē)窗、照明、點(diǎn)煙器等所有用電設備過(guò)渡成12V低電壓系統。隨著(zhù)時(shí)代的發(fā)展，汽車(chē)整車(chē)電流也從早期50A左右增大到如今的250A左右。為了應對日益增加的電氣化趨勢，1990年代美國汽車(chē)工程師學(xué)會(huì )有過(guò)將乘用車(chē)低電壓提高到42V的構思，也許是時(shí)機不成熟，42V系統最終失敗，但汽車(chē)的發(fā)展沒(méi)有停止；2010-2020年代，在日益增長(cháng)的車(chē)載負載需求以及嚴格的排放法規等共同因素的影響下，奧迪, 寶馬, 戴姆勒, 保時(shí)捷, 大眾等歐美車(chē)企聯(lián)合推出48V系統，并發(fā)布了相應的LV148系統規范。隨著(zhù)2023年采用了48V系統的Cybertruck正式交付，48V電源系統再次成為眾多車(chē)企的關(guān)注焦點(diǎn)。

48V系統優(yōu)勢

        同樣負載需求下，提高電壓后，電流相應變小，這樣的好處是降低線(xiàn)束損耗，提高車(chē)輛整體能效，增加續航里程。同時(shí)有機會(huì )減輕線(xiàn)束重量，獲得降低整車(chē)成本的效益。在應對高功率負載方面，48V系統能滿(mǎn)足高功率用電設備需求，實(shí)現多元化需求，提高駕駛者與乘客的使用體驗。當然，48V系統作為未來(lái)新的發(fā)展方向，開(kāi)始階段在研發(fā)設計、測試及推廣上，也許會(huì )遇到一些小插曲，但這些都不是問(wèn)題，在汽車(chē)電子電氣架構（EEA）演進(jìn)的大趨勢下，市場(chǎng)需求會(huì )解決一切。

智能功率器件的優(yōu)勢

        在傳統的配電系統中，機械繼電器負責在負載與電池之間進(jìn)行供電切換。當繼電器觸點(diǎn)開(kāi)合時(shí)會(huì )產(chǎn)生電弧，若考慮系統的穩定可靠，選用的繼電器需要帶有滅弧功能，這會(huì )增加整機的成本。此外，隨著(zhù)時(shí)間的推移，觸點(diǎn)老化不可避免，繼電器的預期壽命影響著(zhù)整車(chē)的長(cháng)期可靠性。Infineon推出的智能功率器件產(chǎn)品，涵蓋了12V/24V/48V全部電壓范圍，可以在各電壓平臺下可靠的開(kāi)關(guān)大電流負載。Infineon智能功率器件的一貫優(yōu)點(diǎn)是低導通電阻，低熱阻，大電流，高精度，診斷豐富，保護全面，產(chǎn)品種類(lèi)齊全。除了高低邊開(kāi)關(guān)之外，在更高電流的配電應用上，設計采用了預驅+MOSFET的方案，均衡了實(shí)用性與性?xún)r(jià)比。新一代預驅2ED2410，2ED4820是專(zhuān)為大電流汽車(chē)應用設計的柵極驅動(dòng)器，具有強大的柵極輸出能力，可并聯(lián)驅動(dòng)多個(gè)MOSFET，從而最大限度地降低傳導損耗。支持共源、共漏等背靠背結構；芯片提供多種保護機制包括供電欠壓過(guò)壓檢測、柵源欠壓檢測、漏源過(guò)壓檢測；可配置過(guò)流保護，集成過(guò)溫警告和保護等諸多診斷保護功能，非常適合汽車(chē)EEA應用。

        品佳集團針對48V應用的市場(chǎng)需求，開(kāi)發(fā)了基于Infineon TC387+TLF35584+TLE9140+2ED4820+2ED2410的48V EEA方案。該方案將底盤(pán)、功放、熱管理等大功率負載分配在48V系統，同時(shí)考慮12V到48V過(guò)渡階段的實(shí)際狀況，傳統的12V系統分配雷達、燈光、雨刮、門(mén)窗等車(chē)身小功率負載。同時(shí)預留了豐富的12V/48V負載通道，電流范圍從安培到百安培，同時(shí)12V系統和48V系統還可以獨立工作，便于滿(mǎn)足各種擴展需求。

?場(chǎng)景應用圖

?展示板照片

?方案方塊圖

?核心技術(shù)優(yōu)勢

1. 安全性：欠壓過(guò)壓檢測、過(guò)流檢測、過(guò)溫檢測以及多種診斷與保護，確保系統安全與穩健 2. 靈活性：可配置過(guò)流保護,兼容12V、48V低電壓平臺 3. 可擴展：搭配不同的MOSFET可以實(shí)現不同功率等級的擴展

?方案規格

1. 輸入：12V/48V 2. 輸出：48V100A、12V200A 3. 負載類(lèi)型：支持阻性、容性、感性負載 4. 功能：支持照明、加熱、配電以及BLDC,BDC驅動(dòng)，滿(mǎn)足新型電子電氣架構對電動(dòng)汽車(chē)系統的需求