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48V电气架构关键技术及产业化路径研究(上)

2024-10-11 08:11:18·  来源:电动汽车产业技术创新战略联盟  
 
但是小功率的用电器(例如<50W的用电器)实施48V不产生经济价值。因此,安波福提出一些关于应用不同等级电压用电器的思路。

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图 7 安波福高低压电气架构

2.3 架构拓扑技术路线

针对低压系统架构方案的决策考量因素有以下几个方面:①48V负载数量——决定性因素;②配电类型——eFuse使用比例;③通讯网络架构——功能域or区域架构;④48V/12V转换位置及方式,集中式亦或分布在区域里面等。

根据相关需求分析,潜在48V架构总共有14种,合并同类项后潜在48V架构有三种:48V一级配电(可进一步演进全48V);12V + 48V 混合架构,分开配电;12V+48V混合一二级配电。

1、48V一级配电形态一:区域控制架构+混合型配电或全eFuse配电,主供电网络为48V电源,区域控制器作为二级配电给部分48V负载和12V负载供电,12V和48V用电器均可就近接入区域控制器。在此类架构层面,低压电器主要负载是48V,部分采用12V的低压负载通过区域控制供电。优势是系统线束节省最多,但是区域控制器VIU最复杂,输出包括12V和48V,而且自带48V转12VDCDC。

特斯拉CyberTruck基于Model系列的准中央区域电子电气控制架构和自研区域控制器的平台底座,快速推进48V系统。Zonal区域控制器,搭载48V eFuse,作为整车配电枢纽,Zonal区域控制器大幅简化了向48V电气架构的迁移道路。

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图 8 Cyber Truck低压系统架构方案

来源:Tesla

2、12V + 48V 混合架构,分开配电(48V负载较少,短期主要路径)

控制架构可以采用功能域/区域架构,新增一个48V网络,需要两个DCDC转换为12V和48V两种电源,12V和48V主供电网络并存,区域控制器接入两种电源,同时作为二级配电给部分48V负载和12V负载供电。该架构关注高功率附件器件,对现有12V零部件影响小,线束节约收益较少。短期内在整车48V负载较少的产业生态下,整车企业比较倾向方案二,优先在主动悬架等大功率用电器上应用48V供电,支持先进智能底盘功能。

3、12V+48V混合一二级配电(48V负载较多)控制架构可以采用功能域/区域架构,无或者部分eFuse配电(区域内二次配电)在12V电源架构基础上,增加一个48V电源系统以及域控制器,域控制器为二级配电给48V负载供电;采用1个48V和1个12VDCDC,大小功率用电器都就近接入区域控制器,区域控制器同时接入48V和12V电源,12V和48V负载可就近接入。介于方案一和方案二之间,硬件设计颠覆较大。

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