Cyberchuck汽车电子48V系统浪涌保护方案

1.Cyberchuck汽车电子48V系统背景：

 

自20世纪50年代起，主流乘用车的低压电路都是12伏架构，这实际上是七八十年前的标准，一直沿用到了现在，目前各种雷达、摄像头等感知硬件，更高的算力需求，更高功率的音响，更多的屏幕。再加上各种的电动调节以及加热等的用电设备，给传统的12伏汽车配电总线增加了很多的额外负担，线束越来越粗，重量、成本、空间布置等要求也越来越高，所以提高电压是必然。48伏是一个公认的方向，早期混合动力车曾将电压提升到48V，不过直到特斯拉Cybertruck推出，48V系统才得到更广泛应用。

2.Cyberchuck汽车电子48V系统优势：

 

（1)提高电力负载：48V系统能提供更高电力负载，使汽车实现更多、更耗电的功能，如自动辅助驾驶感知系统、计算系统、4G/5G传输、线控转向和线控刹车等都需要更高的功率支持。在相同电流条件下，48V系统比12V系统能输出更高功率;相同输出功率时，48V系统能实现更低电流，进而降低功率损耗。

（2)提升工作效率：与传统系统相比，48V系统工作效率更高，降低了功率损耗，并且耐用性和安全性更好。Cybertruck的48V系统让电压提高4倍，所需电流减少到原来的1/4，损失的能量更少，线束产生的热量也会降低，可增加线束使用寿命和安全性，同时允许电气组件响应更快。

（3)优化成本与空间：更低的电流意味着可以使用更轻的线缆，减少了线缆的尺寸和重量，能够节省成本，还能为车辆提供更大的驾乘空间，并且可以装备更多的电池。由于电流与铜材料成本相关，减少电流还能节省大量铜材料。例如，Cybertruck使用48V架构帮助将布线减少了77%，铜需求减少了50%，从而降低整体重量，提高效率收益，每年能为特斯拉节省大约100亿美元的成本

（4)简化整车结构：48V系统可以使整车结构变得更加简洁。比如特斯拉Cybertruck用高速数据总线(以太网)替代了CAN总线，可以用菊花链式方式，连接遗留系统中需要点对点布线运行的大多数组件。

3.上海雷卯向48V系统保护方案迈进

 

转换到48V系统，对于整个车辆供应链是个庞大的工程，它需要各个厂家的配合执行。在这个电压等级上，各种的车规及元器件都需要重新开发，包括电容、功率器件、线束、线组、马达等等，安全性、可靠性就要持续的来验证。上海雷卯是一家车辆EMC安全保护方案公司，根据这一需求迅速做出反应，将在48V电压系统浪涌保护方案上给予支持。

4.为什么48V电压系统需要做浪涌保护

主要基于以下几个重要原因：

 

首先，汽车电气系统在运行中会面临各种动态变化。例如，引擎启动瞬间，电池会释放出大电流，这可能引发电压的急剧波动，产生浪涌。

其次，车辆中的电气负载突然切换，如大功率电器的启动或停止，也会导致电流和

电压的瞬间变化，从而引发浪涌现象。

再者，汽车在行驶过程中可能会遭遇外部的电磁干扰，例如雷电、静电放电等，这些都可能在电路中引入高能量的浪涌电压。

另外，现代汽车中的电子设备和控制系统越来越复杂和精密，对电压的稳定性要求极高。48V 电压系统中的敏感电子元件，如各种传感器、控制模块等，如果受到浪涌电压的冲击，可能会出现性能下降、故障甚至永久性损坏，进而影响整个汽车的性能、安全性和可靠性。

最后，随着汽车智能化和电动化的发展，48V 电压系统的应用越来越广泛，其承载的功能也越来越重要，因此更需要有效的浪涌保护措施来确保系统的稳定运行和长寿命

因此，为了保障汽车 48V 电压系统的正常工作，避免电子设备受损，提高汽车的安全性和可靠性，浪涌保护是必不可少的。

5.汽车DC 48V电压系统浪涌保护方案

 

（1)传统保护方案：采用了MOV+GDT+电感+ TVS

（2) 上海雷卯推荐简化方案:  采用低残压大功率TVS

所用TVS列表

 

肖特基和PPTC 列表

 

相比传统方案优势：

 

（1) 成本低：传统方案用了7颗元件，雷卯简化方案用了3颗元件，降低了成本。

（2) 更耐用：传统方案GDT和MOV 使用次数有限，容易衰损，小更换，增加了维修成本。

（3) 简化方案优势：LM1K58CLV浪涌可以通过 IEC61000-4-5，GB/T17626.5      8/20μs  2KV标准。SM8S58CA用于满足ISO7637-25A/5B测试