首页 > 应用 > 汽车电子
[导读]车载48V技术具有一些独到的优势:有助于降低整体油耗,减少环境危害,甚至能提高发动机的性能。该技术的核心元件是一个强大的降压式 (buck-boost) 转换器,而TDK集团为该转换器提供关键的无源元件: 功率电感器和铝

车载48V技术具有一些独到的优势:有助于降低整体油耗,减少环境危害,甚至能提高发动机的性能。该技术的核心元件是一个强大的降压式 (buck-boost) 转换器,而TDK集团为该转换器提供关键的无源元件: 功率电感器和铝电解电容器。

随着复杂的动力传动管理系统、辅助电子加热等舒适系统,ABS(防抱死刹车系统)、ESP(车身电子稳定系统)等安全系统,以及诸多其它系统的日益增加,车辆的电气负载不断增加,逐渐成为耗能大户。与此同时推动了交流发电机功率水平的稳步提升。在19世纪80年代初,即使豪华车辆其交流发电机也仅输出约0.7 kW的功率。然而,目前车辆所需的功率输出已经达到3.5kW,几乎为原来的7倍。随之出现的问题是,如果14V交流发电机输出这么大的功率,则意味着发电机输出电流将高达250A。在此电压/电流比下,发电机的效率仅为70%。这就要求发动机对发电机的输入功率达到5kW。另外大电流的缺点在于它要求导体的截面积必须很大,这导致车辆重量和整体成本的显著增加。

48V系统可显著提高效率

随着人们对降低油耗和CO2排放量的要求日益提升,市场亟需找到针对性的解决方案。48V技术应运而生并带来诸多优势,因为它使众多仅通过12V系统无法解决的节能措施得以实现。其功能特性包括:

功率大于5kW时,能量回收效率很高

扩张的启停功能,如缓慢启动或平滑停止

电气化单元,如涡轮增压器和电动助力转向系统

支持微混型和轻度混合动力解决方案

48V系统并不是完全替代现有的12V架构。相反,这种方法不禁让我们能对12V系统进行拓展,以处理功率更高的负载,同时还能通过升降式转换器装置将48V系统耦合到这些系统中间。图1解释了这种架构的原理。常规的铅酸或铅酸胶体蓄电池用于12V等级,而锂离子电池则用于48V等级。双层电容器还可并联在此处,以在恢复过程中改善电能的存储状况。

 

图1:集成式12/48V板载电源的架构原理

主要改进在于将发电机的电平设置为48V等级,以实现更高的功率输出和能效等级。两种电压等级通过一个双向降压式转换器装置进行连接。

通过升降式转换器实现高效耦合

在集成的12/48V系统中,最重要的元件是升降式转换器,该转换器允许能量在两种不同的电压等级之间双向流动,并且能提供2~5kW的功率输出。图2显示了这种转换器的电路原理图。在正常模式下,该转换器作为降压转换器,将48V系统产生的功率输出到12V系统中。在此工作模式下,T2一直处于阻断状态,而T1则作为开关工作。如果需要输出48V等级电压,则必须采用升压模式。在这种情况下,T1一直处于接通状态,而T2则工作在脉冲模式下。为最大限度降低纹波电流和电压,实际运用中需要将6个或8个模块进行并联。

 

1.jpg

图2:降压式转换器电路图

除开关晶体管外,爱普科斯 (EPCOS) 功率电感器和储能电容器也是升降式转换器的核心元件。

TDK集团研发出两种新的爱普科斯 (EPCOS) 功率电感器系列,作为转换器储能和平滑扼流圈。例如,表面贴装 (SMD) 型ERU 27系列电感器具有高通流能力,且封装紧凑,面积仅为30mm×27.8mm(图3左侧)。其插入高度为15.5mm或20.3mm,具体高度取决于电感值。这种紧凑型设计采用了具有高填充系数的扁平绕组予以实现。电感器具有六种不同型号,电感范围涵盖3.5µH到与15µH的范围,饱和电流介入19 A与49 A之间。为了提高元件在PCB上的机械稳定性,除两个绕组焊盘外,该产品还增加了第三个焊盘。

除了此SMD产品外, 带PTH端子的爱普科斯 (EPCOS) ERU 33系列产品(图3右侧)可供选择适用其额定电感值为3.2µH~10µH,具体视不同型号而定。如为确保饱和电流为79A,电感器的电阻仅有0.85 mΩ。该系列的功率扼流圈尺寸为33mm×33mm×15mm,适用工作温度范围为-40°C至+150°C,并且符合RoHS标准,通过AEC-Q200可靠性测试。除标准的ERU 27和ERU 33型号外,我们还可根据客户的特定需求进行定制。

 

2.jpg

图3:紧凑型爱普科斯 (EPCOS) 功率电感器的通流能力最高可达75 A

具有高纹波电流输出能力的极限耐振电容器

除电感器外,降压式转换器的核心元件还包括用于储能和平滑处理的坚固型铝电解电容器。爱普科斯 (EPCOS) B41689和B41789系列(图4)专为满足汽车电子产品的严格要求而设计,其具备最高达60倍重力加速度的超强抗振动性能。此外,星形焊接和两端带阴极板触点的电容器型号还能优化电容器的安装,使电容器的等效串联电感 (ESL) 维持在较低的数值。

 

3.jpg

图4:应用于汽车电子的爱普科斯 (EPCOS) 铝电解电容器具有最高达60g的超强抗振动性能,且最高工作温度可达150°C。

由于内置多个触点,这些电容器的等效串联电阻 (ESR) 也相当之低,从而具有更高的纹波电流能力和更低的损耗。当环境温度为125 °C时,这些电容器的连续纹波电流能力可达29.5 A,具体视电容器型号而定。其中,汽车系列额定电压为25V、40V(或12V)和63V(或48V)的应用而设计。在这些电压等级下,它们能工作在具有两种不同电压等级的新型车载电源系统中。在这电容器的电容量可从360µF至4500µF。

除功率电感器和铝电解电容器等核心元件外,降压式转换器还包括一系列的其他TDK集团的元件,如多层陶瓷电容器 (MLCC)、电流互感器和压敏电阻等。

涡轮增压器提升发动机效率

 

4.jpg
换一批

延伸阅读

[汽车电子] 汽车电子两块产品分析与优化

汽车电子两块产品分析与优化

近年来,我国汽车工业发展迅速。随着电动汽车以及自动驾驶技术的推广,汽车中电气电子设备进一步高度集成,产品功能日趋复杂,需要在有限的空间中放置更多的电气电子产品,所以电子产品间的电磁环境变得更加恶劣,对汽车中电子产品的电磁兼容提出了更严苛的......

关键字:汽车电子 电磁兼容 风扇电机控制电路

[汽车电子] 汽车电子识别系统:RFID

汽车电子识别系统:RFID

纸质标志成为历史,汽车电子识别的年代将要到来;这个汽车电子识别系统就是RFID。RFID的普及符合汽车智能化、网联化的趋势,RFID本就是基于物联网对智慧交通的延伸;道理类似于如今的人脸识别,人们不用掏出身份证,扫描一下人脸就能甄别出个人......

关键字:汽车电子识别 RFID 智慧交通

[汽车电子] 长春汽车电子产业园

长春汽车电子产业园

“这里已搭建起汽车电子产业化专业服务平台,正助力长春汽车电子企业快速发展。”日前,省国家汽车电子产业园总经理宋国华告诉记者,这里正以“产业园+加速器+孵化器+众创空间”的发展模式,全力打造创新驱动型汽车电子产业孵化基地。历经7年创新发展,......

关键字:汽车电子 智能化 智慧园区

[汽车电子] 解析:汽车电子控制系统基本原理

解析:汽车电子控制系统基本原理

汽车电子控制系统事先将一系列的指令程序储存(在设计、制造时就已经定好了,电子控制单元输入信号来自控制系统的各个传感器)在ECU程序存储器中。ECU工作时把接收分布在汽车各部位的传感器送来的信号输入信息与存储器中的“标准参数”进行比较,根据结......

关键字:汽车电子控制系统 ECU 存储器

[汽车电子] 中国汽车电子电气架构技术创新论坛2019预告

中国汽车电子电气架构技术创新论坛2019预告

11月7-8日“中国汽车电子电气架构技术创新论坛2019”将于上海隆重召开。本届论坛由GRCC主办,由CASA联盟协办,将聚焦未来汽车电子电气架构 (EEA)设计与开发,邀请全球领军企业一线设计专家为您呈现EEA先进设计理念、开发解决方案......

关键字:汽车电子 EEA 自动驾驶

[汽车电子] 汽车电子“卖水者”受益

汽车电子“卖水者”受益

7月25日,闻泰科技盘中最高价40.44元,股价创近一年新高。截至7月26日收盘,闻泰科技最新价为39.90元,根据当日收盘价进行计算,闻泰科技总市值为254.27亿元。国元证券研报分析认为,经过四代革新,新型的数字化汽车电子技术正在带动汽......

关键字:电动化 智能化 汽车电子技术

[汽车电子] 智能驾驶汽车与塑料产业

智能驾驶汽车与塑料产业

智能驾驶汽车是一个集合环境感知、规划决策、多等级辅助驾驶等功能于一体的综合系统,集中运用了计算机、现代传感、信息融合、通讯、人工智能及自动控制等技术,是典型的高新技术综合体。影响智能汽车的主要因素包括行车安全以及通讯效益,而影响汽车行驶的因......

关键字:智能驾驶 汽车内饰 汽车电子设备

[汽车电子] 解读5G智能汽车

解读5G智能汽车

在5G和人工智能两大核心技术叠加下,全球汽车行业正进入以电动化、智能化、共享化为趋势的产业大变革。不仅奇瑞、长城、吉利、比亚迪等老牌车企在积极布局智能汽车产业链,连百度、华为、小米等互联网科技公司也开始寻求与实力车企业合作,让汽车+的跨界......

关键字:5G 人工智能 汽车电子

[汽车电子] 汽车电子风扇工作原理

汽车电子风扇工作原理

汽车电子风扇由温控器控制,当水温升高至上限值温控器接通电源,风扇开始工作,待水温降低至下限值温控器关闭电源,风扇停止工作。......

关键字: 汽车电子风扇 温控器控制 限值温控器

[汽车电子] 车e估成为广东省汽车电子商务促进会“常务理事单位”

车e估成为广东省汽车电子商务促进会“常务理事单位”

广东省汽车电子商务促进会是经广东省民政厅批准,于2016年9月15日正式成立,是具有法人资格的非营利性社会团体。......

关键字:汽车电子 汽车金融 智能数据

[汽车电子] 瀚川智能:拓宽汽车电子领域

瀚川智能:拓宽汽车电子领域

根据公司招股说明书的说法,此次在科创板上市所募集资金将投向智能制造系统及高端装备的新建项目,而汽车电子也是公司主攻的方向之一,公司有意拓宽在汽车电子领域的护城河。......

关键字:瀚川智能 汽车电子 智能制造

[汽车电子] Karamba与日本汽车电子制造商达成合作协议

Karamba与日本汽车电子制造商达成合作协议

自动驾驶汽车网络安全创业公司Karamba Security Ltd.本周一宣布,与日本汽车电子制造商Alpine Electronics Inc.达成合作协议,该公司是东京上市的阿尔卑斯电气有限公司的子公司。作为协议的一部分,Karamb......

关键字:自动驾驶 汽车电子 集成系统

[汽车电子] 感通科技:邀您携手共话电感未来

感通科技:邀您携手共话电感未来

在汽车电子化下,车规级电感器、电子变压器等器件的需求更加旺盛。以电感器为例,它是新能源汽车电路中必不可少的三大基础元器件之一。汽车的创新,离不开电子产品,新能源电池,雷达、声波、安全系统、防撞系统、信号接收及发放等等都离不开电感元件的支持......

关键字:汽车电子化 电感器 电子变压器

[行业观察] 不止是投影仪,DLP®是实现增强现实最完美的技术

不止是投影仪,DLP®是实现增强现实最完美的技术

DLP技术的应用已经不仅仅局限在投影仪中,随着5G的普及,AR的应用中DLP技术将会发挥巨大的威力,可能会迎来一个爆发性的出货增长。......

关键字:DLP TI 增强现实 汽车电子

[汽车电子] 浅谈瀚川智能汽车电子产品

浅谈瀚川智能汽车电子产品

目前,人工智能越来越流行,而瀚川智能就是一家提供智能制造装备的供应商,包括装备的研发、设计、生产、销售和服务;所涉及的行业广泛,如汽车电子、医疗健康、新能源电池等,但是公司主要专注的领域还是汽车电子自动化,这方面几乎占到了整体的90%左右。......

关键字:人工智能 汽车电子 智能制造装备

我 要 评 论

网友评论

技术子站

更多

项目外包

更多

推荐博客