关于新能源汽车48V系统浅析-KIA MOS管
信息来源：本站 日期：2021-10-28
Technavio公司于数日前发布了一份2017-2021年度新能源汽车48V系统全球市场的调研报告。据Technavio最新报道显示，新能源汽车48V系统的全球市场在预测期（2017-2021）内的复合年增长率（CAGR）激增89%。
图1 LV148规定的电压范围(from LV148)
为什么会有48V系统？
1988年SAE就提议把标准电压提高到42V，由于汽车零部件替换的费用高昂，所以汽车企业没有积极推进实施。2011年Audi，BMW，Daimler，Porsche，Volkswagen共同提出48V系统，并形成了48V系统规范LV148。
无论42V还是48V，都是以60V的安全电压为基准，因为60V以下的电压不需要采取额外的安全防护措施。其实汽车12V系统至今已经60多年，那为什么欧美的汽车企业要提出48V系统？
可以将传统发动机上的高负载附件电动化，且支持更大功率的车载设备。
工作电压由12V提高至48V，损耗减小，线束线径减小。
相对于12V怠速启停系统，48V更节能。
48V系统的优点还有很多，但是完全由12V系统切换到48V系统，代价比较大，因为要更换的电气元件比较多。
在2018年及以前，传统主流节能技术在12V系统上能够达到油耗目标值要求，更换48V系统的需求较小；
2018年以后，全面升级48V系统虽能提高节能效果，但是成本高昂，技术周期长，其未来的发展前景十分黯淡（中汽研）。基于以上原因，“12V 48V轻混系统”就受到了青睐。
48V轻混系统构架48V轻混系统简单理解就是由BSG，48V蓄电池，12V蓄电池和DCDC变换器构成，如图2所示。
图2 48V轻混系统示意图(from reference 1)
图3是Delphi的48V轻混系统。
图3 Delphi48V轻混系统
图4是AVL的48V轻混系统。
图4 AVL48V轻混系统
48V轻混系统BOM成本下图数据来自Infineon，在ICE上增加48V轻混系统，电子元器件的BOM成本从$339增加到$415。
但是在PHEV或者HEV中，由于增加了Inverter、DCDC和OBC，BOM成本增加了$370。不知道我们做的Inverter、DCDC、OBC能卖多少钱，不过严格的成本管控估计也是趋势。
From Infineon “Automotive conference Call”
48V/12V DCDC
48V轻混系统中有一个48V转12V的DCDC模块，一般来说，这个DCDC会采用Buck-Boost电路。
ISL78226专门应用于48V轻混系统的DCDC转换器，6-Phase 12V/48V Bidirectional Synchronous PWM Controller。以下图片来自ISL78226 datasheet。
典型应用电路如下图所示，最多支持6相交错控制。
Multiphase Interleaving Control
这种控制方法的优势很明显，尤其是对于磁性器件。
交错控制使得电流纹波很小，从而减小了输入电容和输出电容。
回路的等效电感更小，使得响应速度更快。
在大电流场合可以在每一相使用小电感代替整个大电感，无论在成本、体积还是重量等方面都会有优势。
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