
在燃油车时代,车载电子系统普遍使用12V电压,因为这一电压足以满足早期相对低功率的车载设备需求。然而,随着汽车电气化的发展,如混合动力系统、能量回收、和发动机启停等技术引入,车辆需要处理更多的大功率负载,因此12V系统逐渐变得不够用。为应对这一变化,汽车制造商开始引入48V系统,该系统最早在2011年由欧洲多家车企针对混合动力负载需求推出。最初,48V系统主要用于动力系统,而其他车载电气设备仍然使用12V系统,通过增加一组48V电池来满足混动系统的要求。
电动汽车时代的演变随着电动汽车的普及和智能化的趋势,车载电气需求大幅增长。例如,智能驾驶技术要求更高的算力,座舱娱乐系统要求更高的功率,底盘技术如电控悬挂系统要求更多的电能,外观设计上的大面积LED灯也增加了电力需求。这一切都推动了48V系统的广泛应用。
在实际应用中,车辆可能采用多种电压系统配置。一些车辆使用同时支持12V和48V的混合系统,48V电池用于高功率需求部分,而其他依然保留传统12V架构。或者,还有车辆中仅使用48V电池组,通过DC/DC转换器为12V设备供电。
尽管48V系统开始普及,目前全48V车辆尚不多见,例如,特斯拉Cybertruck是已知的少数量产车型之一。为了过渡,部分车企采用双12V电源方案以满足大功率需求,比如蔚来的ET9车型使用双12V电源应对特定高负载需求,同时保持其他设备对12V的支持。
48V系统相关的技术和发展面对48V系统的需求上升,半导体厂商正在开发针对48V系统需求的中低压MOSFET产品。通常,48V系统需用到能承受更高电压的元件,例如80V以上的中压MOSFET。今年,英飞凌推出了其新型的OptiMOS™780V MOSFET,专为汽车应用设计,提供更低的导通电阻和更高的效率。
类似地,安森美推出的T10 PowerTrench系列也提供了适合汽车48V系统的80V MOSFET,具备用于电机控制和负载开关的低导通电阻和软恢复功能。
此外,GaN(氮化镓)技术也引起关注,因为其可为48V系统提供高效率和小尺寸方案。GaN器件在提高效率和减少系统损耗方面具有优势,因此正在快速发展以适应汽车应用中的新需求。
总体而言,汽车电气系统从12V向48V的过渡是大势所趋,随着更多相关技术和供应链的成熟,48V系统将在汽车行业中扮演越来越重要的角色。