新一代48V直流变换器介绍

48V电气化趋势

汽车电气化使车辆更加舒适、安全和智能，是汽车行业发展的必然趋势。而随着电气化进程的深入，车辆负载功率日益上升，已经接近传统的14V电气网络的功率上限，考虑到电气线束重量、成本和电气效率等因素，提升车辆电气网络电压等级已经提上日程。

一般认为，未来车辆电气网络会存在两种方案：

1) 12V和48V电气网络并存

2) 仅保留48V电气网络

在两种电气网络并存的当下，48V负载主要来源为：

1) 目前已实现电气化的大功率12V部件将向48V转移，比如电子真空泵、前玻璃挡板加热器等；

2) 未来新增的大功率部件，比如48V电机、电子空调、电子涡轮增压器、电子防翻滚系统等。新增的48V部件提升了车辆在动力性、舒适性和安全性方面的表现，同时也为自动驾驶的发展铺平道路。

在48V系统中，直流变换器（DCDC）作为12V电气网络和48V电气网络的桥梁，承担两者之间能量转换的职责。如果电池能量是水池中的水，那么功率就是水的流量。48V的水来自48V电机，同时12V电池和48V电池为各电气部件供水。随着12V负载阀门大小趋近流量极限值，未来48V电池将更多地为车辆部件供水。

进入2018年，第一代48V P0系统已经逐渐成熟，48V领域的先行者们已经投入到第二代系统的开发中。目前第二代48V系统的主流的拓扑结构包括P2.5、P3、P4和eDCT等，功率等级提升带来了更佳的辅助助力和能量回收效果，并且增加滑行起停和纯电动驾驶等功能，而其节油目标也普遍在20%以上。第一代48V P0系统中电机功率在10kW左右，而目前二代系统方案中，电机功率普遍在18kW以上，48V电池容量也从原来的8Ah提升至20Ah，相当于48V水池更大了，从48V电机获取的水源流量也更大了。

新一代48V DCDC介绍

2018年初，联合电子开始新一代48 DCDC的产品开发，以适应市场需求变化，新一代产品有以下几个特点：

功率大，功率可选

新一代48V DCDC升级为2kW被动风冷和3.3kW水冷两个版本，功率等级提升。产品系列功率范围覆盖1.8kW/2.0kW/2.5kW/3.3kW，共4个产品系列供客户选择，可满足国内外大多数客户需求。

高效率

正向传输模式下峰值效率高于96%，在大于500W输出功率时效率高于95%。反向传输模式下峰值效率高于90%。

功能齐全

支持双向传输。在正向传输模式下，能量从高压网络向低压网络传输，对14V网络供电；在反向传输模式下，能量从低压网络向高压网络传输，为48V电机在起动、助力、回收工况下辅助供电。除了正向传输和反向传输功能以外，还有预充功能，可在上电时给电机终端电容预充电，防止上电初始化过程48V电池继电器闭合时出现浪涌电流。支持跛行回家功能，甚至在锂离子电池故障下仍可工作。

冷却方式

体积小，支持自然冷却和水冷，冷却方式的选择，需根据DCDC的功率及安装位置的环境温度综合判断。3.3kW水冷版本布置灵活，功率大，适用于用电负载需求较大的高端车型。

安装方式

支持多种安装方式，且易于和电源模块集成。可安装在前大灯后面，紧邻12V电池，冷却风扇后方，乘客座椅下方，后备箱等位置。

功能安全

近年来，越来越多的厂商关注功能安全，即ISO 26262功能安全标准，该标准定位在车用电气器件、电子设备等专门用于汽车领域的部件，旨在提高汽车电子、电气产品功能安全的国际标准。

新一代3.3kW DCDC可达到ASIL C。目前，DCDC设计了多个安全目标，比如避免12V侧过压、12V欠压，48V过压及过热引起的危害等，同时具有完备的诊断及保护措施。

电磁兼容性

48V DCDC作为电气部件，需满足客户提出的电磁兼容性（Electro Magnetic Compatibility, EMC）要求，一般而言，零部件EMC测试包括发射测试和抗干扰测试两类，而零部件的EMC等级要求高于整车EMC等级。新一代DCDC的EMC等级到达CISPR25 Class5，市场竞争力更强。

可靠

严格遵守V模型开发流程，其中第一代产品已经取得ASPICE Level1的资格。开发过程具备完善的测试验证流程，包括硬件测试、软件测试、系统集成测试、整车测试，每个环节设计多种Test Case验证产品的功能与性能。