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雙電壓汽車電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

2512896 2022-11-28 | pdf | 256.33KB | 次下載 | 免費(fèi)

資料介紹

在更高功率水平下對(duì)更高效率的需求促使轉(zhuǎn)向 48 伏電源軌，以減少提供給定量功率時(shí)所需的電流。然而，向 48 伏系統(tǒng)的過(guò)渡并不像安裝更大的電池和發(fā)電機(jī)那么簡(jiǎn)單。在更高功率水平下對(duì)更高效率的需求促使轉(zhuǎn)向 48 伏電源軌，以減少提供給定量功率時(shí)所需的電流。然而，向 48 伏系統(tǒng)的過(guò)渡并不像安裝更大的電池和發(fā)電機(jī)那么簡(jiǎn)單。本文將討論為什么汽車需要 48 伏電源軌以及對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的影響，然后再介紹一種新的 DC/DC 轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器可以極大地簡(jiǎn)化具有雙電壓 (12/48 V) 功能的電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。然后，它將專注于其他關(guān)鍵的 48 伏組件和系統(tǒng)架構(gòu)，包括用于新型 48 伏鋰離子電池的電池管理系統(tǒng) (BMS)。本文將討論為什么汽車需要 48 伏電源軌以及對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的影響，然后再介紹一種新的 DC/DC 轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器可以極大地簡(jiǎn)化具有雙電壓 (12/48 V) 功能的電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。然后，它將專注于其他關(guān)鍵的 48 伏組件和系統(tǒng)架構(gòu)，包括用于新型 48 伏鋰離子電池的電池管理系統(tǒng) (BMS)。為什么汽車需要轉(zhuǎn)向 48 伏為什么汽車需要轉(zhuǎn)向 48 伏汽車用電需求的增加正在使 12 伏電源緊張。使用 12 伏電源軌，每千瓦的需求將需要大約 80 安培的電流。同樣在低溫下，靜態(tài)負(fù)載組件可以占交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的全部功率，最高可達(dá) 3 kW。高電流還會(huì)轉(zhuǎn)化為更高的損耗，這與提高效率以滿足嚴(yán)格的 2020 年燃料消耗行業(yè)目標(biāo)的需求背道而馳，該目標(biāo)范圍為 5.0 至 6.0 L/100 km，具體取決于位置。汽車用電需求的增加正在使 12 伏電源緊張。使用 12 伏電源軌，每千瓦的需求將需要大約 80 安培的電流。同樣在低溫下，靜態(tài)負(fù)載組件可以占交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的全部功率，最高可達(dá) 3 kW。高電流還會(huì)轉(zhuǎn)化為更高的損耗，這與提高效率以滿足嚴(yán)格的 2020 年燃料消耗行業(yè)目標(biāo)的需求背道而馳，該目標(biāo)范圍為 5.0 至 6.0 L/100 km，具體取決于位置。為了在更高功率水平下提高效率，汽車設(shè)計(jì)人員正在轉(zhuǎn)向 48 伏電源軌，以減少提供給定量功率時(shí)所需的電流。這種更高電壓的網(wǎng)絡(luò)可以使用相同甚至更窄的電纜直徑支持更高的負(fù)載（高達(dá) 10 kW），從而減小電纜尺寸和重量。這很重要，因?yàn)榻裉斓母叨塑囕v可以有超過(guò) 4 公里的布線。為了在更高功率水平下提高效率，汽車設(shè)計(jì)人員正在轉(zhuǎn)向 48 伏電源軌，以減少提供給定量功率時(shí)所需的電流。這種更高電壓的網(wǎng)絡(luò)可以使用相同甚至更窄的電纜直徑支持更高的負(fù)載（高達(dá) 10 kW），從而減小電纜尺寸和重量。這很重要，因?yàn)榻裉斓母叨塑囕v可以有超過(guò) 4 公里的布線。在遷移到 48 伏時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)考慮的一種配置是采用基于傳統(tǒng)鉛酸電池的 12 伏電氣支路，然后添加一個(gè) 48 伏鋰離子電池為單獨(dú)的 48 伏支路供電（圖 1）。這種方法已經(jīng)得到許多汽車公司的支持。在遷移到 48 伏時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)考慮的一種配置是采用基于傳統(tǒng)鉛酸電池的 12 伏電氣支路，然后添加一個(gè) 48 伏鋰離子電池為單獨(dú)的 48 伏支路供電（圖 1）。這種方法已經(jīng)得到許多汽車公司的支持。圖 1：48 V 系統(tǒng)采用新型鋰離子蓄電池。Linear Technology 圖 1：48 V 系統(tǒng)采用新型鋰離子蓄電池。Linear Technology LTC3871LTC3871 DC/DC 轉(zhuǎn)換器集成了 12 伏和 48 伏電氣系統(tǒng)。（來(lái)源：凌力爾特） DC/DC 轉(zhuǎn)換器集成了 12 伏和 48 伏電氣系統(tǒng)。（來(lái)源：凌力爾特）例如，12 伏系統(tǒng)可處理照明、點(diǎn)火、信息娛樂和音頻、電動(dòng)窗和門鎖等傳統(tǒng)負(fù)載。48 伏系統(tǒng)支持較重的負(fù)載，例如主動(dòng)底盤系統(tǒng)（可調(diào)懸架）、空調(diào)壓縮機(jī)、電動(dòng)增壓器/渦輪增壓器和再生制動(dòng)。啟動(dòng)內(nèi)燃機(jī) (ICE) 的動(dòng)力將由 48 伏電氣系統(tǒng)中的鋰離子電池提供，這將使停止/啟動(dòng)操作更加順暢。例如，12 伏系統(tǒng)可處理照明、點(diǎn)火、信息娛樂和音頻、電動(dòng)窗和門鎖等傳統(tǒng)負(fù)載。