基于Infineon TC387+TLF35584+TLE9140+2ED4820+2ED2410的48V EEA方案

  1886年，德國人卡爾·本茨用世界第一輛不用馬拉的三輪車，將人類帶進了現(xiàn)代汽車工業(yè)時代。一百多年后的今天，汽車產(chǎn)業(yè)已經(jīng)是現(xiàn)代工業(yè)的重要組成部分。汽車的種類也從傳統(tǒng)的油車，發(fā)展出油混、插混、增程、純電、燃料電池等各種類型。在現(xiàn)代科技的推動下，汽車電動化、網(wǎng)聯(lián)化、智能化飛速發(fā)展，汽車也不再是簡單的代步工具。行業(yè)發(fā)展促使安全已不再是單一追求的目標，舒適、便捷、智能等各種高級需求也使汽車從機電產(chǎn)品朝著“電子產(chǎn)品”的方向發(fā)展。汽車電子電氣架構（EEA）將各類傳感，決策，執(zhí)行部件整合，協(xié)調整車復雜、安全、有序的運行，給使用者帶來良好的體驗。

乘用車低電壓系統(tǒng)演進史

        在汽車的發(fā)展歷程中，在1918-1950年代，6V低電壓系統(tǒng)曾是主流，當時車載電器沒有如今的豐富，主要用電設備是電燈和啟動機；進入1950年代開始，為了適應大排量發(fā)動機需要，出現(xiàn)6V+6V串聯(lián)，也就是12V低電壓系統(tǒng)。之后隨著用電設備逐漸增加，6V低電壓系統(tǒng)開始滿足不了車用電器需求，逐漸的車窗、照明、點煙器等所有用電設備過渡成12V低電壓系統(tǒng)。隨著時代的發(fā)展，汽車整車電流也從早期50A左右增大到如今的250A左右。為了應對日益增加的電氣化趨勢，1990年代美國汽車工程師學會有過將乘用車低電壓提高到42V的構思，也許是時機不成熟，42V系統(tǒng)最終失敗，但汽車的發(fā)展沒有停止；2010-2020年代，在日益增長的車載負載需求以及嚴格的排放法規(guī)等共同因素的影響下，奧迪, 寶馬, 戴姆勒, 保時捷, 大眾等歐美車企聯(lián)合推出48V系統(tǒng)，并發(fā)布了相應的LV148系統(tǒng)規(guī)范。隨著2023年采用了48V系統(tǒng)的Cybertruck正式交付，48V電源系統(tǒng)再次成為眾多車企的關注焦點。

48V系統(tǒng)優(yōu)勢

        同樣負載需求下，提高電壓后，電流相應變小，這樣的好處是降低線束損耗，提高車輛整體能效，增加續(xù)航里程。同時有機會減輕線束重量，獲得降低整車成本的效益。在應對高功率負載方面，48V系統(tǒng)能滿足高功率用電設備需求，實現(xiàn)多元化需求，提高駕駛者與乘客的使用體驗。當然，48V系統(tǒng)作為未來新的發(fā)展方向，開始階段在研發(fā)設計、測試及推廣上，也許會遇到一些小插曲，但這些都不是問題，在汽車電子電氣架構（EEA）演進的大趨勢下，市場需求會解決一切。

智能功率器件的優(yōu)勢

        在傳統(tǒng)的配電系統(tǒng)中，機械繼電器負責在負載與電池之間進行供電切換。當繼電器觸點開合時會產(chǎn)生電弧，若考慮系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠，選用的繼電器需要帶有滅弧功能，這會增加整機的成本。此外，隨著時間的推移，觸點老化不可避免，繼電器的預期壽命影響著整車的長期可靠性。Infineon推出的智能功率器件產(chǎn)品，涵蓋了12V/24V/48V全部電壓范圍，可以在各電壓平臺下可靠的開關大電流負載。Infineon智能功率器件的一貫優(yōu)點是低導通電阻，低熱阻，大電流，高精度，診斷豐富，保護全面，產(chǎn)品種類齊全。除了高低邊開關之外，在更高電流的配電應用上，設計采用了預驅+MOSFET的方案，均衡了實用性與性價比。新一代預驅2ED2410，2ED4820是專為大電流汽車應用設計的柵極驅動器，具有強大的柵極輸出能力，可并聯(lián)驅動多個MOSFET，從而最大限度地降低傳導損耗。支持共源、共漏等背靠背結構；芯片提供多種保護機制包括供電欠壓過壓檢測、柵源欠壓檢測、漏源過壓檢測；可配置過流保護，集成過溫警告和保護等諸多診斷保護功能，非常適合汽車EEA應用。

        品佳集團針對48V應用的市場需求，開發(fā)了基于Infineon TC387+TLF35584+TLE9140+2ED4820+2ED2410的48V EEA方案。該方案將底盤、功放、熱管理等大功率負載分配在48V系統(tǒng)，同時考慮12V到48V過渡階段的實際狀況，傳統(tǒng)的12V系統(tǒng)分配雷達、燈光、雨刮、門窗等車身小功率負載。同時預留了豐富的12V/48V負載通道，電流范圍從安培到百安培，同時12V系統(tǒng)和48V系統(tǒng)還可以獨立工作，便于滿足各種擴展需求。

?場景應用圖

?展示板照片

?方案方塊圖

?核心技術優(yōu)勢

1. 安全性：欠壓過壓檢測、過流檢測、過溫檢測以及多種診斷與保護，確保系統(tǒng)安全與穩(wěn)健 2. 靈活性：可配置過流保護,兼容12V、48V低電壓平臺 3. 可擴展：搭配不同的MOSFET可以實現(xiàn)不同功率等級的擴展

?方案規(guī)格

1. 輸入：12V/48V 2. 輸出：48V100A、12V200A 3. 負載類型：支持阻性、容性、感性負載 4. 功能：支持照明、加熱、配電以及BLDC,BDC驅動，滿足新型電子電氣架構對電動汽車系統(tǒng)的需求