縫前設(shè)備 縫制設(shè)備 縫制配件 整理設(shè)備 繡花機 內(nèi)衣機械 服裝輔助設(shè)備 洗滌機械 二手服裝機械 其它服裝機械
長沙容測電子有限公司
長沙容測電子有限公司
閱讀：26發(fā)布時間：2024-11-23
(文章來源于網(wǎng)絡(luò)整理，如有侵權(quán)請聯(lián)系刪除）隨著國家對車輛油耗和排放標準的進一步提高，節(jié)能減排成為個汽車企業(yè)需要共同面對的課題。汽車48V系統(tǒng)具有投入低、節(jié)能減排明顯的特點，能夠明顯提高車載電源功率，成為近期汽車行業(yè)研究的熱點。本文將以汽車48V系統(tǒng)的發(fā)展和應(yīng)用著手，簡單為大家呈現(xiàn)48V系統(tǒng)現(xiàn)狀和未來趨勢。
應(yīng)運而生的汽車48V系統(tǒng)
汽車在1918年引入蓄電池，到1920年逐漸普及，當時的電池電壓是6V。后來，隨著內(nèi)燃機排量的增加以及高壓縮比內(nèi)燃機的出現(xiàn)，6V系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足需求，于是在1950年引入了12V系統(tǒng)。
到了1988年，SAE（Society of Automotive Engineers）提議把標準電壓提高至42V，但是由于種種限制，響應(yīng)者寥寥。后來，即使隨著電氣設(shè)備的增加，電池已經(jīng)不能滿足車身設(shè)備的功率需求的情況下，汽車企業(yè)采取了切斷大功率負載的方法來降低電池的負荷。
12V電壓系統(tǒng)在引入啟停機構(gòu)之后，基本已經(jīng)達到了功率輸出極限，如果在12V電壓下引入輕混系統(tǒng)，功率需求在10kW~15kW左右，這樣的電壓下電池的輸出電流高達1000A，顯然行不通。
2011年，Audi, BMW, Daimler, Porsche, Volkswagen聯(lián)合推出48V系統(tǒng)，以滿足日益增長的車載負載需求，更重要的是為了滿足2020年嚴格的排放法規(guī)。并在隨后發(fā)布了48V系統(tǒng)規(guī)范LV148。
為什么是48V呢？因為60V是安全電壓，也就是說只要低于60V的電壓不需要采取額外的安全防護措施，48V電池的充電電壓56V，已經(jīng)很接近60V，即48V電池電壓是安全電壓下的電壓等級了。
48V電源系統(tǒng)比12V電源系統(tǒng)能夠儲存更多電量，在配備啟停系統(tǒng)的車上可以實現(xiàn)長時間關(guān)閉發(fā)動機，減少出現(xiàn)電池電量過低而頻繁起動發(fā)動機充電的情況（如果不充電就無法起到發(fā)動機了），從而避免浪費過多的燃油。
當然48V系統(tǒng)的出現(xiàn)并不是說明12V系統(tǒng)已經(jīng)被淘汰，而是在保留之前12V系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，再增加了一套48V系統(tǒng)來支持弱混和中混系統(tǒng)的。
此外，在排放法規(guī)中，歐盟要求嚴格，到2020年百公里油耗要降至4L，每公里二氧化碳排放低至95g。顯然單純靠提高發(fā)動機的燃油效率達到排放目標基本是不可能完成的任務(wù)，汽車混動化，純電動化是技術(shù)路線了。純電動化雖然是汽車的目標，但是由于高成本以及續(xù)航問題，無法在短期內(nèi)大量普及。
汽車48V系統(tǒng)架構(gòu)
標準48V系統(tǒng)由三大件組成：電機、鋰離子電池組以及DC-DC轉(zhuǎn)換器。
在混合動力汽車上搭載48V系統(tǒng)，通過兩個DC/DC轉(zhuǎn)換器，形成12V-48V-HEV電氣系統(tǒng)架構(gòu)；普通混合動力汽車的電氣架構(gòu)是12V-HEV模式，通過DC/DC轉(zhuǎn)換器直接聯(lián)通12V系統(tǒng)和HEV高壓系統(tǒng)。
汽車48V輕混系統(tǒng)相比高壓混動系統(tǒng)而言，成本更低，卻可以達到高壓混動系統(tǒng)（電池電壓>100V）大部分節(jié)能效果，按照德爾福的測算，48V輕混系統(tǒng)是高壓輕混系統(tǒng)成本的30%，能達到高壓輕混系統(tǒng)70%的節(jié)能效果。
汽車48V輕混系統(tǒng)的優(yōu)點：
1. 低于60V安全電壓，不需要采取額外的電壓防護，相對高壓混動系統(tǒng)，成本更低；
2. 相對于12V系統(tǒng)，相同功率下工作電流只有1/4，損耗只有12V系統(tǒng)的1/16；
3. 由于BSG/ISG的電功率輔助，可以進一步縮小發(fā)動機的體積，進而降低排放；
4. 可以將傳統(tǒng)發(fā)動機上的高負載附件電動化，比如空調(diào)壓縮機、冷卻水泵、真空泵等，降低發(fā)動機的負載，即使在發(fā)動機關(guān)閉的情況下，這些設(shè)備也能工作；
5. 將車載電器工作電壓提升到48V，可以進一步降低損耗，同時可以降低線束外徑；
6. 可以支持更大功率的車載設(shè)備。
7. 可以渦輪電動化，進一步提高發(fā)動機的效率，并且不會有渦輪增壓器延遲現(xiàn)象；
8. BSG/ISG點火時間更短，更低噪音和更小震動。
9. 48V Belt Starter Generator (BSG) 容易替代原有的12V Belt Starter Generator，無需大幅更改設(shè)計即可配套。
隨著技術(shù)的進步，廠商開始將12/48V雙電壓系統(tǒng)進化到48V單電壓系統(tǒng)。
汽車48V系統(tǒng)為什么會節(jié)能
48V系統(tǒng)可以為更多節(jié)能技術(shù)提供集成平臺的基礎(chǔ)，從而達到節(jié)能效果。而48V承載功率提升到15kw左右，可提供更多減排技術(shù)的集成。
在目前的12V系統(tǒng)下，啟停技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)達到極限（功率為3kw），無法集成其他高功率消耗的節(jié)能技術(shù)。而在48V系統(tǒng)下，隨著各種節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用，可達到10%-15%的節(jié)油效果。
由于48V系統(tǒng)通電電流位12V系統(tǒng)的1/4，所以等功率下的功率損失較12V系統(tǒng)減少也非?？捎^，功率損失是12V系統(tǒng)的1/16。更低的功率損失，電氣系統(tǒng)的總體效率大大提升，解除了功率限制，可以對車用電器進行更精細的控制，提升其性能。
另一方面，48V系統(tǒng)可以提供諸如能量回收系統(tǒng)、自動啟停系統(tǒng)等更多的功能集成，滿足人們越來越高的需求。同時，鋰電池充放電性能更佳，啟停系統(tǒng)的應(yīng)用效果更好。
另一方面，更低的電流意味著可以應(yīng)用更細的導(dǎo)線，對整車的輕量化設(shè)計促進效果明顯。
系統(tǒng)設(shè)計挑戰(zhàn)1 安全電壓控制
由奧迪、寶馬、戴姆勒、保時捷和大眾物價德國廠商與2011年制定的LV148標準中，電子元件正常工作電壓為36V-52V，高于60V的電壓被嚴格禁止，為了達到這一限值標準，設(shè)定了54V和52V電壓限制，以留出電壓波動區(qū)域。
2 能量管理的挑戰(zhàn)
在能量管理方面，該系統(tǒng)也面臨著能量轉(zhuǎn)換、能量儲備和能量流動以及效率和穩(wěn)定性的問題。
3 電弧放電
在并聯(lián)電路中，當能量達到2900J，兩條通電線路之間有很小的接觸的時候容易發(fā)生電弧放電。
在串聯(lián)電路中，當在48V電路工作中進行熱插拔時，也會發(fā)生電弧放電。
目前并聯(lián)的電弧放電智能通過合理的電路設(shè)計來避免，串聯(lián)電弧放電需要在電路中引入電容器來避免。
串聯(lián)電弧放電（熱插拔）
4 接地失效
雙電壓系統(tǒng)中，高壓模塊接地失效后，電流直接通過低壓模塊與地面接觸，會對低壓模塊部件造成損壞。
該問題通常的解決思路是將48V子系統(tǒng)與12V子系統(tǒng)線路分開設(shè)計并無連接，如果線路無法分開，則在兩系統(tǒng)間的線路上設(shè)計高壓阻斷裝置。
5 雙電壓系統(tǒng)CAN總線通訊
為保障數(shù)據(jù)通訊流暢，CAN總線要求兩端輸入電平相同。
6 電磁兼容EMC
48V系統(tǒng)較12V系統(tǒng)有較大的電壓升高，電磁兼容的要求就會更高，所以在雙電壓系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換器和導(dǎo)線布置中，必須考慮電磁兼容的設(shè)計。
未來的發(fā)展
1 48V系統(tǒng)的應(yīng)用區(qū)間
未來10年，啟停技術(shù)和混合動力技術(shù)將急速發(fā)展，這些技術(shù)正是48V系統(tǒng)的應(yīng)用區(qū)間。
2 推廣48V系統(tǒng)帶來的影響
汽車48V系統(tǒng)可以帶來系統(tǒng)部件的優(yōu)化、更多附件和作動器的電氣化以及諸如后輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的新功能的加入，而且可以帶來較好的節(jié)能減排效果。但48V系統(tǒng)并不會帶來特別大的成本壓力，主要壓力仍是各種功能性電氣部件的集成成本。
長沙容測電子有限公司是一家集EMC電磁兼容測試儀器研發(fā)、生產(chǎn)、銷售為一體的高科技企業(yè)。致力于電磁兼容測試設(shè)備的研發(fā)以及電磁兼容測試技術(shù)的推廣普及，全力為客戶提供專業(yè)的EMC測試產(chǎn)品和解決方案。
點擊網(wǎng)站產(chǎn)品頁面了解汽車EMC測試設(shè)備：48V系統(tǒng)可編程電源、汽車48V測試系統(tǒng)、汽車瞬態(tài)傳導(dǎo)干擾模擬器、汽車電子可編程電源、汽車電壓跌落模擬器、線束微中斷模擬器、瞬態(tài)發(fā)射測量系統(tǒng)等
紡織服裝機械網(wǎng) 設(shè)計制作，未經(jīng)允許翻錄必究 .? ? ?
請輸入賬號
請輸入密碼
請輸驗證碼