NESY069 February 2025
針對 48V 架構線束的最佳化, OEM 將需評估不同的架構。圖 4到圖 6顯示實作 48V 低電壓軌時的三個選項:48V 主要配電與 12V 本機,48V 配電與 12V 配電,或僅 12V 配電與 48V 高電流負載。
圖 4 48V 架構(48V 主要配電, 12V 本機)。
圖 5 48V 和 12V 配電– ZCM 48V 和 12V。
圖 6 12V 主要配電, 48V 高電流負載。48V 設計的中斷最少的方法是使用 48V 軌為高電流負載供電,並將其他一切維持在 12V。48V 和 12V 可分配至區域控制模組或其他 ECU ,但這種方法會帶來一些挑戰。兩種不同電壓的分布使得線束的布線成為一個因素,因為在同一線束中同時布線 12V 和 48V 可能導致 12V 至 48V 之間的潛在短路。功能安全考量也會增加成本,因為可能需要備援 12V 和 48V 電源。
更急劇的設計變更是直接改用 48V 配電架構,並視需要在本機建立 12V 軌。48V 配電搭配本機 12V 是能發揮轉換至 48V 完整效益的最佳架構,因為此架構可在線束尺寸與成本上提供最大的縮減。
在含 12V 本機的 48V 配電中,有許多不同選項可用於在 ECU 建立本機 12V 電軌,或完整選擇不同電壓 (25V,16V,5V,3.3V)。圖 7為 48V 系統提供兩種可能的電源架構:分散式與中央 12V。
圖 7 ECU 從 48V 的電壓轉換。在分散式架構中,多個功率需求較低的 DC/DC 轉換器可為不同負載群組建立 12V 軌。此方法可使用具整合式金屬氧化半導體場效電晶體的 DC/DC 轉換器,並可自由選擇電壓(例如 48V 至 3.3V),以及更佳的 PCB 熱分布。如果 OEM 想重複使用現有的 12V 設計,中央 12V 軌是較為簡單的方法。在此架構中,常開 DC/DC 轉換器可為重要功能安全負載提供電源,而具高電源需求的 DC/DC 轉換器則為 12V 系統的其餘部分供電。另一個選項是使用雙向 48V 至 12V DC/DC 轉換器,允許馬達的反電動勢,或是 12V 軌的正瞬態電壓能量流回 48V 軌。