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Cyberchuck汽車電子48V系統(tǒng)浪涌保護(hù)方案

上海雷卯電子 ? 2024-08-30 11:51 ? 次閱讀

1.Cyberchuck汽車電子48V系統(tǒng)背景:

自20世紀(jì)50年代起,主流乘用車的低壓電路都是12伏架構(gòu),這實(shí)際上是七八十年前的標(biāo)準(zhǔn),一直沿用到了現(xiàn)在,目前各種雷達(dá)、攝像頭等感知硬件,更高的算力需求,更高功率的音響,更多的屏幕。再加上各種的電動調(diào)節(jié)以及加熱等的用電設(shè)備,給傳統(tǒng)的12伏汽車配電總線增加了很多的額外負(fù)擔(dān),線束越來越粗,重量、成本、空間布置等要求也越來越高,所以提高電壓是必然。48伏是一個公認(rèn)的方向,早期混合動力車曾將電壓提升到48V,不過直到特斯拉Cybertruck推出,48V系統(tǒng)才得到更廣泛應(yīng)用。

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2.Cyberchuck汽車電子48V系統(tǒng)優(yōu)勢:

(1)提高電力負(fù)載:48V系統(tǒng)能提供更高電力負(fù)載,使汽車實(shí)現(xiàn)更多、更耗電的功能,如自動輔助駕駛感知系統(tǒng)、計(jì)算系統(tǒng)、4G/5G傳輸、線控轉(zhuǎn)向和線控剎車等都需要更高的功率支持。在相同電流條件下,48V系統(tǒng)比12V系統(tǒng)能輸出更高功率;相同輸出功率時,48V系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)更低電流,進(jìn)而降低功率損耗。

(2)提升工作效率:與傳統(tǒng)系統(tǒng)相比,48V系統(tǒng)工作效率更高,降低了功率損耗,并且耐用性和安全性更好。Cybertruck的48V系統(tǒng)讓電壓提高4倍,所需電流減少到原來的1/4,損失的能量更少,線束產(chǎn)生的熱量也會降低,可增加線束使用壽命和安全性,同時允許電氣組件響應(yīng)更快。

(3)優(yōu)化成本與空間:更低的電流意味著可以使用更輕的線纜,減少了線纜的尺寸和重量,能夠節(jié)省成本,還能為車輛提供更大的駕乘空間,并且可以裝備更多的電池。由于電流與銅材料成本相關(guān),減少電流還能節(jié)省大量銅材料。例如,Cybertruck使用48V架構(gòu)幫助將布線減少了77%,銅需求減少了50%,從而降低整體重量,提高效率收益,每年能為特斯拉節(jié)省大約100億美元的成本

(4)簡化整車結(jié)構(gòu):48V系統(tǒng)可以使整車結(jié)構(gòu)變得更加簡潔。比如特斯拉Cybertruck用高速數(shù)據(jù)總線(以太網(wǎng))替代了CAN總線,可以用菊花鏈?zhǔn)椒绞?,連接遺留系統(tǒng)中需要點(diǎn)對點(diǎn)布線運(yùn)行的大多數(shù)組件。

3.上海雷卯向48V系統(tǒng)保護(hù)方案邁進(jìn)

轉(zhuǎn)換到48V系統(tǒng),對于整個車輛供應(yīng)鏈?zhǔn)莻€龐大的工程,它需要各個廠家的配合執(zhí)行。在這個電壓等級上,各種的車規(guī)及元器件都需要重新開發(fā),包括電容、功率器件、線束、線組、馬達(dá)等等,安全性、可靠性就要持續(xù)的來驗(yàn)證。上海雷卯是一家車輛EMC安全保護(hù)方案公司,根據(jù)這一需求迅速做出反應(yīng),將在48V電壓系統(tǒng)浪涌保護(hù)方案上給予支持。

4.為什么48V電壓系統(tǒng)需要做浪涌保護(hù)

主要基于以下幾個重要原因:

首先,汽車電氣系統(tǒng)在運(yùn)行中會面臨各種動態(tài)變化。例如,引擎啟動瞬間,電池會釋放出大電流,這可能引發(fā)電壓的急劇波動,產(chǎn)生浪涌。

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其次,車輛中的電氣負(fù)載突然切換,如大功率電器的啟動或停止,也會導(dǎo)致電流和

電壓的瞬間變化,從而引發(fā)浪涌現(xiàn)象。

再者,汽車在行駛過程中可能會遭遇外部的電磁干擾,例如雷電、靜電放電等,這些都可能在電路中引入高能量的浪涌電壓。

另外,現(xiàn)代汽車中的電子設(shè)備和控制系統(tǒng)越來越復(fù)雜和精密,對電壓的穩(wěn)定性要求極高。48V 電壓系統(tǒng)中的敏感電子元件,如各種傳感器、控制模塊等,如果受到浪涌電壓的沖擊,可能會出現(xiàn)性能下降、故障甚至永久性損壞,進(jìn)而影響整個汽車的性能、安全性和可靠性。

最后,隨著汽車智能化和電動化的發(fā)展,48V 電壓系統(tǒng)的應(yīng)用越來越廣泛,其承載的功能也越來越重要,因此更需要有效的浪涌保護(hù)措施來確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和長壽命

因此,為了保障汽車 48V 電壓系統(tǒng)的正常工作,避免電子設(shè)備受損,提高汽車的安全性和可靠性,浪涌保護(hù)是必不可少的。

5.汽車DC 48V電壓系統(tǒng)浪涌保護(hù)方案

(1)傳統(tǒng)保護(hù)方案:采用了MOV+GDT+電感+ TVS

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(2)上海雷卯推薦簡化方案: 采用低殘壓大功率TVS

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所用TVS列表

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肖特基和PPTC 列表

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相比傳統(tǒng)方案優(yōu)勢:

(1)成本低:傳統(tǒng)方案用了7顆元件,雷卯簡化方案用了3顆元件,降低了成本。

(2)更耐用:傳統(tǒng)方案GDT和MOV 使用次數(shù)有限,容易衰損,小更換,增加了維修成本。

(3)簡化方案優(yōu)勢:LM1K58CLV浪涌可以通過 IEC61000-4-5,GB/T17626.5 8/20μs 2KV標(biāo)準(zhǔn)。SM8S58CA用于滿足ISO7637-25A/5B測試

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