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联系48V和12V电器网络的48V DCDC

联合电子 来源:沈苗 2019-08-10 10:59 次阅读

随着节能减排的日益严格,在现有的技术和产业的背景下,传统的12V系统采取各种主流节能技术,仍然难以满足限制要求,48V汽车电气系统应运而生。与传统系统相比,48V BRS(Boost recuperation system)系统作为弱混技术的一种,在保留12V系统的基础上增加了双向DCDC,48V电机和48V电池,如下图1所示。在48V微混动力汽车中,DCDC变换器是能量传输的关键部件,连接48V网络和12V网络,进行双向能量传输,对能量管理策略的实施有着积极的作用。

Figure 1 BRS系统

DCDC产品介绍

48V DCDC,也叫电力转换单元,如下图2所示,有以下几个特点。

Figure2 UAES DCDC

1

功率可选

DCDC支持1.8kW和2.5kW,可根据整车负载种类、特性及使用频率来综合评估选取DCDC功率。工作电压满足LV148法规要求,工作电流与输出功率相关。

2

高效率

效率高,正向传输模式下(Forward mode)效率高于95%,反向传输模式下(Reverse mode)效率高于90%。

3

功能齐全

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BRM起动、助力、回收供电。 除了降压模式(Buck)和升压模式(Boost)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,支持跛行回家功能,甚至在锂离子电池故障下仍可工作。

4

冷却方式

体积小,支持自然冷却和主动风冷,如图2左图为主动风冷,右图为自然冷却。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。

5

安装方式

支持多种安装方式,且易于和电源模块集成。安装位置如图3所示,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,具体优劣如下表1。

Figure 3 安装位置

Table 1 Typical Vehicle Locations

6

功能安全

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,ISO26262是从电子电气及可编程器件功能安全基本标准IEC61508派生出来的,主要定位在汽车行业中特定的电气器件、电子设备、可编程电子器件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。

ISO 26262为汽车安全提供了一个生命周期(管理、开发、生产、经营、服务、报废)理念,并在这些生命周期阶段中提供必要的支持。该标准涵盖功能性安全方面的整体开发过程(包括需求规划、设计、实施、集成、验证、确认和配置)。

ISO 26262标准根据安全风险程度对系统或系统某组成部分划分成由A到D的安全需求等级(Automotive Safety Integrity Level 汽车安全完整性等级ASIL),其中D级为最高等级,需要最苛刻的安全需求。伴随着ASIL等级的增加,针对系统硬件和软件开发流程的要求也随之增强。对系统供应商而言,除了需要满足现有的高质量要求外,还必须满足因为安全等级增加而提出的更高要求。

DCDC平台产品默认为ASIL B等级,但在设计上也做了预留,可根据产品特殊要求升级到ASIL C。ASIL B设定了4个安全目标,避免12V侧过压欠压,48V过压以及过热引起的危害,同时具有完备的诊断及保护措施。

7

可靠

严格遵守V模型开发流程,DCDC完成多项测试流程,有硬件测试,软件测试,系统集成测试,整车测试等,每个环节设计多种Test Case验证DCDC的功能与性能。

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