48V電氣架構關鍵技術及產業(yè)鏈標準化需求研討會圓滿舉行

發(fā)布人：hejingfeng 時間：2024-10-09 來源：工程師

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本文轉載自電動汽車聯(lián)盟2024年8月29日，由中國汽車工程學會電動汽車產業(yè)技術創(chuàng)新聯(lián)盟，智能網聯(lián)汽車系統(tǒng)架構分會主辦，英飛凌科技（中國）有限公司承辦的《48V電氣架構關鍵技術及產業(yè)鏈標準化需求》專題研討會順利召開。會議邀請來自長安汽車、東風汽車、長城汽車、理想汽車、北汽、廣汽、極氪、上汽、奇瑞汽車、路特斯、小米汽車、深向科技等多家整車企業(yè)，以及來自電源、電控系統(tǒng)、底盤執(zhí)行機構、芯片企業(yè)等產業(yè)鏈各環(huán)節(jié)50余位技術專家，圍繞面向未來整車混合異構電氣架構變革的必要性，需求分析，產品導入，成本決策，技術開發(fā)，工程挑戰(zhàn)，產業(yè)鏈就緒狀態(tài)以及標準化需求等問題展開深入研討。

會議合影會議伊始，中國汽車工程學會汽車電動化中心產業(yè)技術部部長曲婧瑤女士和英飛凌科技高級總監(jiān)、汽車業(yè)務車身與智能網聯(lián)系統(tǒng)業(yè)務單元大中華區(qū)負責人文君培先生分別致辭，強調了48V電氣架構技術在汽車行業(yè)中的重要性和標準化的必要性。他們指出，隨著汽車行業(yè)的快速發(fā)展，48V電氣架構技術將扮演著越來越重要的角色，標準化是確保技術健康發(fā)展和推廣的關鍵。

曲婧瑤

文君培

隨后，會議進入專題演講環(huán)節(jié)，長安汽車電子電氣架構副總工程師蔣峰、英飛凌系統(tǒng)專家付杰霖、聯(lián)合電子電子電氣架構專家徐孝何、Vicor市場拓展經理陳雋恒、思瑞浦猶家元經理等國內外企業(yè)專家圍繞系統(tǒng)架構拓撲形態(tài)與中遠期路徑、關鍵域控制器開發(fā)方案、電源模塊方案、成本效益分析、亟需修訂及缺失標準等問題進行專題演講。

蔣峰

付杰霖

徐孝何

陳雋恒

猶家元

在圓桌討論環(huán)節(jié)，來自汽車制造商、零部件供應商的代表們圍繞48V電氣架構技術的標準化需求進行了熱烈的討論和交流。他們探討了標準化的必要性、技術難點和推廣策略，達成了許多共識。

長城汽車彭雙印

理想汽車馬玉成

廣汽楊國科

北汽張永全

東風汽車饒超

極氪遲華霆

深向科技馮萬軍

上汽王志鵬

奇瑞潘有順

博世和林

豫北轉向牛玉榮

奧托立夫陸效閃

冠宇趙文斌

道陟科技湯志勇

金脈林浩

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整車企業(yè)—立足下一代電氣平臺，成本與價值驅動汽車歷史上的低壓系統(tǒng)電壓等級的提升和變更，核心驅動力是低壓用電功率的增加，通過提高低壓系統(tǒng)電壓，降低驅動電流，進而降低損耗，減小線束直徑，實現(xiàn)更小的端子、連接器等等系統(tǒng)的重量和成本的降低，同時可以降低整車制造過程成本，進而實現(xiàn)整車降本增效，但是前提是產業(yè)鏈的成熟和規(guī)?；瘧茫瑥呐c會專家觀點分享，目前規(guī)模化應用時間預計在2029~2030年左右。

從架構形態(tài)發(fā)展路徑看，由于12V電源系統(tǒng)產業(yè)鏈規(guī)模巨大和技術相當成熟，而且小功率的用電器（＜50W 需進一步分析印證）實施48V不產生經濟價值，整車電器負載難以從12V系統(tǒng)全面切換48V系統(tǒng)。相當長一段時期內，會是12V與48V并存的局面，同時需要伴隨區(qū)域和集中式控制架構的迭代，不同電氣架構拓撲技術路線的選擇取決于整車有多少48V應用負載。根據長安和聯(lián)合電子專家分享，目前主要混合電動架構主流方案有三種，方案一：48V一級配電，12&48混合二級配電，主干網為48V, 線束節(jié)約成本最多，但是區(qū)域控制器復雜度最高，整體成本影響最大；方案二：12&48V分開配電，部分負載為48V，線束節(jié)約較多，原有12V系統(tǒng)零部件影響小，新增一個區(qū)域控制器輸出48V，系統(tǒng)設計較簡單，但需要兩個高低壓DCDC轉換器；方案三：12&48V混合一二級配電，區(qū)域控制器輸入輸出均有12V&48V，系統(tǒng)設計較復雜。

在整車成本方面分析12V升級為48V的影響，第一升級為48V后可以滿足更多功能的功率需求；第二就是長期來看48V可以實現(xiàn)降本增效，成本降低主要來自線束，例如基于某車型配置分析，整車線束預估降本500元左右，減重約7~8kg，降本機會點主要集中在底盤域轉向、制動、懸架等底盤功能，但是近期看，除了MOS等功率型器件升壓后成本會降低，其他類型芯片均存在成本升高，此外需要新增DCDC等控制器和整車其他防護成本，系統(tǒng)BOM成本和研發(fā)成本都會上升。在用戶端價值層面是目前制約該項技術產品導入的重大障礙，電氣平臺和架構“底座”技術無法被用戶直接體驗感知和愿意付費。但是電氣架構是支撐軟件定義汽車的基石（良好的底子才有更好的成長可能性和空間），電氣架構決定了整車平臺的生命力，延長了整車平臺生命周期，在開發(fā)周期縮短、成本壓力以及技術變革不能放松的多重挑戰(zhàn)下，企業(yè)決策能力面臨重大考驗。

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供應鏈企業(yè)—迎接挑戰(zhàn)，標準先行英飛凌針對48V的應用不僅在汽車行業(yè)，還在服務器和通信電源領域擁有多年的客戶應用經驗，同時積累了豐富的48V半導體器件。隨著整車功能的增加尤其是線控底盤等技術的發(fā)展，低壓系統(tǒng)的輸出功率要求越來越大，48V電源系統(tǒng)將會成為未來重要的技術方向之一。英飛凌作為汽車行業(yè)領先的半導體廠商，不僅可以為48V應用提供電源芯片，高邊開關，Gate Driver，橋驅芯片和MOSFET等半導體器件，還可以為客戶提供48V智能配電，HV-48V DCDC，48V-12V DCDC，48V線控底盤控制器，48V熱管理控制器等系統(tǒng)級的解決方案和技術支持。英飛凌現(xiàn)有的48V半導體器件和Demo板可以滿足目前大部分的48V應用需求，并且可以支持OEM和Tier1做快速評估。但未來的48V依然面臨許多技術挑戰(zhàn)：48V電壓標準不完善限制了新的48V半導體器件的開發(fā)，尤其耐壓的標準對半導體器件影響很大，原有小功率執(zhí)行器（水泵等）采用LIN通訊在48V平臺上急需低成本平替方案，48V的爬電距離不僅會影響PCB板的設計還會影響到半導體器件的封裝。從整車角度48V的電弧的檢測和抑制更加重要，同時12V和48V混合電源系統(tǒng)，任意一個單點失效不能使48V和12V短路，整車接地和走線也會變得更加復雜。未來英飛凌會針對這些挑戰(zhàn)開發(fā)更多的48V半導體器件，推動48V技術的發(fā)展。

區(qū)域控制架構和域控制器是實施48V架構的關鍵技術，也是Cybertruck得以快速實現(xiàn)48V技術量產應用的基礎。聯(lián)合電子針對區(qū)域控制器的適應性設計進行了詳細方案論證，在控制器的硬件層面會包含電源轉換芯片、驅動芯片、電壓隔離設計、散熱設計等設計；BSW包括電源芯片、上下電管理、 I/O驅動、基礎診斷、通信適配的軟件開發(fā)；ASW層需要進行驅動芯片診斷開發(fā)、48V轉12V DC/DC的開發(fā)等等。

最后，標準化成為整車、零部件測試驗證，包括產線升級的關鍵。原有ISO 21780標準基于混合動力系統(tǒng)提出，而純電動汽車使用的DCDC特性與發(fā)電機差異較大，瞬間過壓性能要求、供電部件拋負載要求等會有變化；此外包括短路測試、EMC性能測試等標準化研究需要先行，才能進一步保障產品產業(yè)化可靠性和質量。

會議結束后，參會代表們一致認為，本次會議為推動48V電氣架構技術的發(fā)展和標準化作出了重要貢獻。他們期待著未來更多的合作和交流，共同推動中國汽車行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。本次會議的成功舉行，標志著中國汽車行業(yè)在48V電氣架構技術領域的又一個重要步伐。我們相信，通過這樣的會議和交流，中國汽車行業(yè)將繼續(xù)推動技術創(chuàng)新和標準化，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標。