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助力48V系统在汽车领域的规模化应用

  名列《Car and Driver》“10项提升未来汽车效率的核心技术”榜首的48V系统,结合了双重电压设置以及“启动-停车(start-stop)”技术的优势,能够更有效率地撷取汽车的刹车能源,为越来越多的电子负载提供更多功率,同时可提高燃油效率至15%,有望为汽车产业带来重大变化。

  

  以车内空调为例,在等红灯的时候,汽车发动机处于怠速,驱动的空调压缩机可以继续工作,空调照样制冷。但是对于有启停功能的车来说,等红灯时需要转换到电动空调,不然乘客就要等红灯或堵车的时候没有空调的。一个电动空调压缩机的功率最低要2.5kw,如果用传统的12V系统供电,电网就难以承受,而用48V就不存在问题。并且48V一侧还可以为主动悬架、电动转向、电动暖风等供电。目前,美国德尔福集团已经在一辆1.6L排量的本田思域上试装了自己的48V轻度混合动力系统,并将很快推出市场。无独有偶,集团此前也宣布,今年底之前,雷诺Scénic(风景)及GrandScénic(大风景)将搭载其48V柴油版混动系统。

  

  尽管48V系统现在颇受青睐,但是却对汽车本身特别是电子电气架构带来了相当大的挑战。如今,大部分汽车应用了超过一英里的导线、十几个控制器模块和几条串行数据网来实现包括安全、操控、驱动和娱乐等功能。但是在48V 电压下,在通电状态下,端子热插拔会产生电弧。在传统的12V系统下,热插拔产生的电弧比较小,甚至可以忽略不计。同样电流条件,装配了48V系统之后,随着电压的上升,容易出现短等情况,进行热插拔就会损坏端子,且电弧能量越大,损伤越大。这种损伤会导致端子局部温升过高,形成起火隐患。这就要求在导线V系统下,如果使用铝导线,因为铝的熔点较低,随着温度的升高,铝极易熔断,造成线束短;并且铝会在高温下液化,产生的液滴会使得原本断开的回重新连接,但不稳定的回又会在高温下短,高温——短——连接——短——高温如此反复,这将对车上的连接器、其它零部件乃至车辆整体带来致命性的损害。相比而言,铜的熔点可达1083.4摄氏度,远高于铝(660.3摄氏度),即使出现线短的情况也不会液化,这就可以避免对端子和连接器等部件造成严重损伤,相对而言更加安全。因此,剔除成本和重量等考量因素,在48V系统的导线材料选择上,铜是更好的选择。

  

  据市场研究公司Technavio预测,2017年至2021年,全球48V系统的复合增长率将高达89%。在集团看来,全球一半以上的新车装配48V系统仅需5~7年。而据德尔福保守估计,到2025年,全球将有约10%的汽车(1200万辆左右)会使用48V轻混系统;其中中国市场的应用规模预测在800万辆左右。相信在48V系统不断成熟、实现规模化应用的过程中,铜导线将发挥重要的作用。

更新时间:2018-09-28 10:09  标签:

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