關于新能源汽車48V系統淺析-KIA MOS管

Technavio公司于數日前發布了一份2017-2021年度新能源汽車48V系統全球市場的調研報告。據Technavio最新報道顯示，新能源汽車48V系統的全球市場在預測期（2017-2021）內的復合年增長率（CAGR）激增89%。

圖1 LV148規定的電壓范圍(from LV148)

為什么會有48V系統？

1988年SAE就提議把標準電壓提高到42V，由于汽車零部件替換的費用高昂，所以汽車企業沒有積極推進實施。2011年Audi，BMW，Daimler，Porsche，Volkswagen共同提出48V系統，并形成了48V系統規范LV148。

無論42V還是48V，都是以60V的安全電壓為基準，因為60V以下的電壓不需要采取額外的安全防護措施。其實汽車12V系統至今已經60多年，那為什么歐美的汽車企業要提出48V系統？

可以將傳統發動機上的高負載附件電動化，且支持更大功率的車載設備。

工作電壓由12V提高至48V，損耗減小，線束線徑減小。

相對于12V怠速啟停系統，48V更節能。

48V系統的優點還有很多，但是完全由12V系統切換到48V系統，代價比較大，因為要更換的電氣元件比較多。

在2018年及以前，傳統主流節能技術在12V系統上能夠達到油耗目標值要求，更換48V系統的需求較?。?/span>

2018年以后，全面升級48V系統雖能提高節能效果，但是成本高昂，技術周期長，其未來的發展前景十分黯淡（中汽研）。基于以上原因，“12V 48V輕混系統”就受到了青睞。

48V輕混系統構架48V輕混系統簡單理解就是由BSG，48V蓄電池，12V蓄電池和DCDC變換器構成，如圖2所示。

圖2 48V輕混系統示意圖(from reference 1)

圖3是Delphi的48V輕混系統。

圖3 Delphi48V輕混系統

圖4是AVL的48V輕混系統。

圖4 AVL48V輕混系統

48V輕混系統BOM成本下圖數據來自Infineon，在ICE上增加48V輕混系統，電子元器件的BOM成本從$339增加到$415。

但是在PHEV或者HEV中，由于增加了Inverter、DCDC和OBC，BOM成本增加了$370。不知道我們做的Inverter、DCDC、OBC能賣多少錢，不過嚴格的成本管控估計也是趨勢。

From Infineon “Automotive conference Call”

48V/12V DCDC

48V輕混系統中有一個48V轉12V的DCDC模塊，一般來說，這個DCDC會采用Buck-Boost電路。

ISL78226專門應用于48V輕混系統的DCDC轉換器，6-Phase 12V/48V Bidirectional Synchronous PWM Controller。以下圖片來自ISL78226 datasheet。

典型應用電路如下圖所示，最多支持6相交錯控制。

Multiphase Interleaving Control

這種控制方法的優勢很明顯，尤其是對于磁性器件。

交錯控制使得電流紋波很小，從而減小了輸入電容和輸出電容。

回路的等效電感更小，使得響應速度更快。

在大電流場合可以在每一相使用小電感代替整個大電感，無論在成本、體積還是重量等方面都會有優勢。

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