隨著節能減排的日益嚴格,在現有的技術和產業的背景下,傳統的12V系統采取各種主流節能技術,仍然難以滿足限制要求,48V汽車電氣系統應運而生。與傳統系統相比,48V BRS(Boost recuperation system)系統作為弱混技術的一種,在保留12V系統的基礎上增加了雙向DCDC,48V電機和48V電池,如下圖1所示。在48V微混動力汽車中,DCDC變換器是能量傳輸的關鍵部件,連接48V網絡和12V網絡,進行雙向能量傳輸,對能量管理策略的實施有著積極的作用。
Figure 1 BRS系統
DCDC產品介紹
48V DCDC,也叫電力轉換單元,如下圖2所示,有以下幾個特點。
Figure2 UAES DCDC
1
功率可選
DCDC支持1.8kW和2.5kW,可根據整車負載種類、特性及使用頻率來綜合評估選取DCDC功率。工作電壓滿足LV148法規要求,工作電流與輸出功率相關。
2
高效率
效率高,正向傳輸模式下(Forward mode)效率高于95%,反向傳輸模式下(Reverse mode)效率高于90%。
3
功能齊全
支持雙向傳輸。在正向傳輸模式下,能量從高壓網絡向低壓網絡傳輸,對14V網絡供電;在反向傳輸模式下,能量從低壓網絡向高壓網絡傳輸,為BRM起動、助力、回收供電。 除了降壓模式(Buck)和升壓模式(Boost)功能以外,還有預充功能,可在上電時給電機終端電容預充電,支持跛行回家功能,甚至在鋰離子電池故障下仍可工作。
4
冷卻方式
體積小,支持自然冷卻和主動風冷,如圖2左圖為主動風冷,右圖為自然冷卻。冷卻方式的選擇,需根據DCDC的功率及安裝位置的環境溫度綜合判斷。
5
安裝方式
支持多種安裝方式,且易于和電源模塊集成。安裝位置如圖3所示,可安裝在前大燈后面,緊鄰12V電池,冷卻風扇后方,乘客座椅下方,后備箱等位置,具體優劣如下表1。
Figure 3 安裝位置
Table 1 Typical Vehicle Locations
6
功能安全
近年來,越來越多的廠商關注功能安全,即ISO 26262功能安全標準,ISO26262是從電子、電氣及可編程器件功能安全基本標準IEC61508派生出來的,主要定位在汽車行業中特定的電氣器件、電子設備、可編程電子器件等專門用于汽車領域的部件,旨在提高汽車電子、電氣產品功能安全的國際標準。
ISO 26262為汽車安全提供了一個生命周期(管理、開發、生產、經營、服務、報廢)理念,并在這些生命周期階段中提供必要的支持。該標準涵蓋功能性安全方面的整體開發過程(包括需求規劃、設計、實施、集成、驗證、確認和配置)。
ISO 26262標準根據安全風險程度對系統或系統某組成部分劃分成由A到D的安全需求等級(Automotive Safety Integrity Level 汽車安全完整性等級ASIL),其中D級為最高等級,需要最苛刻的安全需求。伴隨著ASIL等級的增加,針對系統硬件和軟件開發流程的要求也隨之增強。對系統供應商而言,除了需要滿足現有的高質量要求外,還必須滿足因為安全等級增加而提出的更高要求。
DCDC平臺產品默認為ASIL B等級,但在設計上也做了預留,可根據產品特殊要求升級到ASIL C。ASIL B設定了4個安全目標,避免12V側過壓欠壓,48V過壓以及過熱引起的危害,同時具有完備的診斷及保護措施。
7
可靠
嚴格遵守V模型開發流程,DCDC完成多項測試流程,有硬件測試,軟件測試,系統集成測試,整車測試等,每個環節設計多種Test Case驗證DCDC的功能與性能。
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