会议由汽车电动中心产业技术部部长曲婧瑶主持,演讲环节由长安汽车电子电气架构副总工程师蒋峰、英飞凌芯片技术应用负责人付杰霖、联合电子电子电气架构专家徐孝何、Vicor市场拓展经理陈隽恒、思瑞浦犹家元经理等国内外企业专家围绕系统架构拓扑形态与中远期路径、关键域控制器开发方案、电源模块方案、成本效益分析、亟需修订及缺失标准等问题进行专题演讲。
汽车历史上的低压负载电压等级的提升和变更,核心驱动力是低压用电功率提升,通过提升电气平台,降低驱动负载电流,进而降低损耗,减小线束直径,实现更小的端子,连接器,PCB等等系统的重量和成本,包含线束制造过程成本,进而实现整车降本增效,但是前提是产业链的成熟和规模化应用,从与会专家观点分享,目前规模化应用时间预计在2029~2030年左右。
在整车技术成本价值分析方面,12V升级为48V,第一满足更多功能的功率需求;第二就是长期看降本增效,主要成本降低系统就是线束,基于某车型配置分析,整车线束预估降本500元左右,减重约7~8kg,降本机会点主要集中在底盘域转向、制动、悬架的线束,但是近期看,除了MOS等功率型器件升压后成本会降低,其他类型芯片均存在成本升高,此外需要新增DCDC等器件和防护,系统BOM成本和研发成本都较高。在用户端价值层面是目前制约该项技术产品导入的重大障碍,电气平台和架构“底座”技术无法被用户直接体验感知和愿意付费。但是笔者认为,电气架构是支撑软件定义汽车的基石(良好的底子才有更好的成长可能性和空间),决定平台生命力,延长平台生命周期,在面临开发周期缩短、成本压力以及技术变革不能放松的多重挑战下,企业决策能力面临重大考验。
英飞凌针对48V的应用不仅在汽车行业,还在服务器和通信电源领域积累了丰富的48V半导体器件。随着整车功能的增加尤其是线控底盘等技术的发展,低压系统的输出功率要求越来越大,48V电源系统将会成为未来重要的技术方向之一。英飞凌可以为48V应用提供电源芯片,高边开关,Gate Driver,桥驱芯片和MOSFET等半导体器件,还可以提供48V智能配电,HV-48V DCDC,48V-12V DCDC,48V线控底盘控制器,48V热管理控制器等系统级的解决方案。
但48V应用依然面临许多技术挑战:48V电压标准不完善限制了新的48V半导体器件的开发,尤其是耐压标准,原有小功率执行器(水泵等)采用LIN通讯应用在48V平台上急需低成本平替方案,同时48V的爬电距离影响PCB板的设计和半导体器件的封装。从整车角度,48V的电弧检测和抑制更加重要,针对12V和48V混合电源系统,任意一个单点失效不能使48V和12V短路,整车接地和走线设计变得更加复杂。未来英飞凌会针对这些挑战开发更多的48V半导体器件,推动48V技术的发展。
联合电子电子电气架构专家 徐孝何
在48V执行负载产业链不成熟的阶段,电源模块是解决混合电气架构的关键环节。Vicor的800V/48V和48V/12V电源模块采用谐振波驱动MOS技术,开关频率1MHz(现有200Hz左右)以上,匹配磁性元件,可以实现高功率密度、高响应速度、高效率、低散热,降低系统EMI,支持多类架构拓扑灵活应用。
Vicor市场拓展经理 陈隽恒
最后,标准化成为整车、零部件测试验证以及产线升级的关键。原有ISO 21780标准基于混合动力系统提出,系统包含发电机,而纯电动汽车使用的DCDC特性与发电机差异较大,瞬间过压性能要求、供电部件抛负载要求有必要研讨,并且该限制值对于产线工艺影响重大;此外包括短路测试、EMC性能测试等标准化研究需要先行,才能进一步保障产品产业化可靠性和质量。
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