从12 V系统转向48 V系统将用更薄，更轻的电缆减轻车辆的重量。权衡包括更严格的安全要求。本文指出：在高级操作中，例如与高级驾驶辅助系统（ADAS），车辆互联网（V2X）和电涡轮增压器通信的车辆集成，传统12 V系统的限制正在变得更加清晰。为了满足这些和其他高功率应用的需求，出现了48 V电源系统，因为它们承诺提供现代自动化体系结构所需的可扩展性，效率和可靠性。从12 V升级到48 V可将操作增加四倍，从而实现更薄的接线和较轻的连接器，同时大大降低了成本。虽然细线的价格不超过12 V线的四倍，但铜的降低可以节省大量资金并简化制造。这种变化也减少了热管理的挑战，因为12 V S中的波较高系统形成过多的热量，复杂的设计和令人沮丧的性能。此外，48 V系统优化了再生制动，从而改善了能量回收并提高了驱动系统的效率。通过响应瓶颈的长时间分布，48 V系统使位于一个可扩展的，以未来的为中心的平台，可以在电气化期内进行。这是升级48 V系统的引人注目的论点（图1）。大约需要83个a，为A12 V系统提供1 kW的功率，约21 a至48 V系统。将12 V转换为48 V还允许更薄，较轻的电线，从而将重量降低了85％，为单个高电缆。这些节省将大大减轻车辆的重量并提高系统的整体效率，尤其是在大型接线占主导地位的应用中。图1.48 V的主要组件包括约12个V组件。 48 V系统中的下波还减少了热量的产生，从而简化了热量管理和提高系统效率。相反，12 V系统中的高电流会产生更多的热量，这需要更厚的电缆和其他冷却溶液。虽然12 V系统通常依靠散热器和强迫冷却来管理更多的MATAA当前路径，但由于减少了散热需求，48 V系统允许较小的冷却解决方案，例如局部热垫。轻度混合动力汽车（MHEV）具有48 V系统的实际优势。由启动系统提供动力的48 V可以使用交流发电机作为电动机来更快地重新启动发动机，从而提高效率和性能。电涡轮增压器消除了传统的涡轮磁滞并立即加速，同时制动再生系统可以更好地恢复能量，从而改善了车辆性能。 48 V架构支持苛刻的应用程序，并帮助工程师在应用程序中更具创造力，同时使平台专注于未来并重新施加到批判性力量的极限。将区域架构与48 V系统配对的分散方法简化了线性复杂性，提高了车辆设计的灵活性（图2）。通过对控制器的本地区域进行控制，与传统的集中式平台相比，该区域的调整大大缩短了电缆放置的时间。图2。在该地区的架构中，本地计算机从传感器收集数据，并将数据发送到中央计算机。在集中式建筑中，保险杠后面的停车传感器可能需要3米的布线才能到达中间控制器。使用区域控制器，两个传感器仅使用0.5 m的电线连接到相邻的控制器，从而减小了车辆的重量。较短的电线还需要少于较小的空间，从而简化了会议。局部电源通过接线较短的距离减少电磁（EMI）干扰。48 V系统使用较小，较轻的设计区域设计，为当地控制提供足够的功率。尽管区域架构提出了诸如高级控制和更复杂的故障分离之类的挑战，但减少电缆和车辆重量的复杂性的好处超出了这些权衡。该表与集中式体系结构相比，在设计区域架构时总结了工程师的权衡，强调复杂性，模块化和EMI管理。搬到48 V系统提出了工程挑战，尤其是在安全方面，Emiand试验。在较高的电压下，电弧可能是主要风险，需要严格遵守蠕变距离和电气间隙标准。这些标准可以通过绝缘表面或在导电元件之间跳跃来阻止电流“蠕动”。相反，12 V系统具有较低的拱形风险，但在管理不当间距或绝缘材料的高电流应用程序时仍受到挑战过热或系统故障。高性能连接器具有增强的间距和高级材料，可防止泄漏以解决拱门风险，有助于为苛刻的自动化条件提供可靠性。例如，紧凑的连接器与车辆的DE -KOIRE的电池模块旨在使用聚苯乙烯硫化物（PPS）在高振动环境中对抗拱形时保持爬行和间隙距离。相反，由于12 V系统的电压较低，因此简化了绝缘和间距标准的要求，但是它们处理更高功率要求的能力是有限的。分离和安全对于转换连接12 V和48 V系统的雄鹿至关重要。安全水平电容器的使用强调适当的分离，提供电压分离，并在EMI过滤中起重要作用。例如，特定的48 V至12 V量转换器使用单独的栅极电容器来确保其安全并减少EMI。也更高的电压需要更高的盾牌来保护敏感成分，尤其是对于容易破坏的ADA和V2X系统。在12 V系统中，EMI问题主要仅限于高电流路径，而48 V系统则需要更全面的屏蔽方法，因为高频通信线的灵敏度提高。该区域本身设计中的接线长度较短可降低EMI风险，但需要仔细的依据以防止信号衰减。测试48 V系统的工程师通常依靠分离测试仪，热成像来检测热点，并使用混合电压诊断工具来确定系统的可靠性。一个普遍的挑战是验证雄鹿将连接到12 V和48 V系统连接的雄鹿会导致意外的EMI失败或传播。动态仿真软件（ANS，LTSPICE，REMCOM，EMWORKS等）进行48 V系统，以帮助工程师改善盾牌设计。这些工具应对挑战破坏高功率组件并确保关键电子系统的可靠性。这些模拟工具通常是在各种负载条件下混合电压系统行为的模型，这有助于事先确定潜在的设计问题。 48 V系统的安全性和可靠性取决于遵守设计标准和高级材料，例如硫化物（PPS）和液晶聚合物（LCP），可提供出色的绝缘和热稳定。包括IEC 60664-1和USCAR-12在内的蠕变和电气间隙中的标准表中保持了绝缘的完整性，而高级材料则最大程度地减少了紧凑，高压环境的拱形风险。 OEM和供应商之间的标准化简化了系统的集成。规则针对销钉尺寸，外壳设计和材料规格的特定电压将确保兼容。具有钥匙设计，独特外壳和ACC的高性能连接器紫外颜色编码（例如，中型电压系统的浅蓝色）避免了组装错误并提高OEM的系统可靠性。这些保护即使在高振动环境中也支持可靠的操作。可靠性还取决于耐用的设计。机械钥匙，拱门具有抗衡性的材料和严格的测试协议有助于在诸如高波或热替换之类的恶劣条件下提供恒定的性能。这些考虑因素帮助工程师设计了一个强大的48 V系统，可在整个车辆的生命周期中保持安全和效率。移至48 V系统代表了自动设计的主要过渡。它提供了一个测量的框架，以满足不断增长的电气请求并为创新变化奠定基础。返回模块化设计的工程师可以无缝地结合技术，例如自动驾驶系统和先进的V2X通信，以准备下一代移动移动性。通过加速采用在48 V中，向收费基础设施，区域设计和模块化功率系统的前进将决定下一波丰富的功能。今天采用体系结构的工程师将导致电气化，自动驾驶和连接的道路，以确保其设计满足未来的自动部门需求。