Cyberchuck汽車電子48V系統(tǒng)浪涌保護(hù)方案

1.Cyberchuck汽車電子48V系統(tǒng)背景：

自20世紀(jì)50年代起，主流乘用車的低壓電路都是12伏架構(gòu)，這實(shí)際上是七八十年前的標(biāo)準(zhǔn)，一直沿用到了現(xiàn)在，目前各種雷達(dá)、攝像頭等感知硬件，更高的算力需求，更高功率的音響，更多的屏幕。再加上各種的電動(dòng)調(diào)節(jié)以及加熱等的用電設(shè)備，給傳統(tǒng)的12伏汽車配電總線增加了很多的額外負(fù)擔(dān)，線束越來(lái)越粗，重量、成本、空間布置等要求也越來(lái)越高，所以提高電壓是必然。48伏是一個(gè)公認(rèn)的方向，早期混合動(dòng)力車曾將電壓提升到48V，不過(guò)直到特斯拉Cybertruck推出，48V系統(tǒng)才得到更廣泛應(yīng)用。

2.Cyberchuck汽車電子48V系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)：

（1)提高電力負(fù)載：48V系統(tǒng)能提供更高電力負(fù)載，使汽車實(shí)現(xiàn)更多、更耗電的功能，如自動(dòng)輔助駕駛感知系統(tǒng)、計(jì)算系統(tǒng)、4G/5G傳輸、線控轉(zhuǎn)向和線控剎車等都需要更高的功率支持。在相同電流條件下，48V系統(tǒng)比12V系統(tǒng)能輸出更高功率;相同輸出功率時(shí)，48V系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)更低電流，進(jìn)而降低功率損耗。

（2)提升工作效率：與傳統(tǒng)系統(tǒng)相比，48V系統(tǒng)工作效率更高，降低了功率損耗，并且耐用性和安全性更好。Cybertruck的48V系統(tǒng)讓電壓提高4倍，所需電流減少到原來(lái)的1/4，損失的能量更少，線束產(chǎn)生的熱量也會(huì)降低，可增加線束使用壽命和安全性，同時(shí)允許電氣組件響應(yīng)更快。

（3)優(yōu)化成本與空間：更低的電流意味著可以使用更輕的線纜，減少了線纜的尺寸和重量，能夠節(jié)省成本，還能為車輛提供更大的駕乘空間，并且可以裝備更多的電池。由于電流與銅材料成本相關(guān)，減少電流還能節(jié)省大量銅材料。例如，Cybertruck使用48V架構(gòu)幫助將布線減少了77%，銅需求減少了50%，從而降低整體重量，提高效率收益，每年能為特斯拉節(jié)省大約100億美元的成本

（4)簡(jiǎn)化整車結(jié)構(gòu)：48V系統(tǒng)可以使整車結(jié)構(gòu)變得更加簡(jiǎn)潔。比如特斯拉Cybertruck用高速數(shù)據(jù)總線(以太網(wǎng))替代了CAN總線，可以用菊花鏈?zhǔn)椒绞?，連接遺留系統(tǒng)中需要點(diǎn)對(duì)點(diǎn)布線運(yùn)行的大多數(shù)組件。

3.上海雷卯向48V系統(tǒng)保護(hù)方案邁進(jìn)

轉(zhuǎn)換到48V系統(tǒng)，對(duì)于整個(gè)車輛供應(yīng)鏈?zhǔn)莻€(gè)龐大的工程，它需要各個(gè)廠家的配合執(zhí)行。在這個(gè)電壓等級(jí)上，各種的車規(guī)及元器件都需要重新開(kāi)發(fā)，包括電容、功率器件、線束、線組、馬達(dá)等等，安全性、可靠性就要持續(xù)的來(lái)驗(yàn)證。上海雷卯是一家車輛EMC安全保護(hù)方案公司，根據(jù)這一需求迅速做出反應(yīng)，將在48V電壓系統(tǒng)浪涌保護(hù)方案上給予支持。

4.為什么48V電壓系統(tǒng)需要做浪涌保護(hù)

主要基于以下幾個(gè)重要原因：

首先，汽車電氣系統(tǒng)在運(yùn)行中會(huì)面臨各種動(dòng)態(tài)變化。例如，引擎啟動(dòng)瞬間，電池會(huì)釋放出大電流，這可能引發(fā)電壓的急劇波動(dòng)，產(chǎn)生浪涌。

其次，車輛中的電氣負(fù)載突然切換，如大功率電器的啟動(dòng)或停止，也會(huì)導(dǎo)致電流和

電壓的瞬間變化，從而引發(fā)浪涌現(xiàn)象。

再者，汽車在行駛過(guò)程中可能會(huì)遭遇外部的電磁干擾，例如雷電、靜電放電等，這些都可能在電路中引入高能量的浪涌電壓。

另外，現(xiàn)代汽車中的電子設(shè)備和控制系統(tǒng)越來(lái)越復(fù)雜和精密，對(duì)電壓的穩(wěn)定性要求極高。48V 電壓系統(tǒng)中的敏感電子元件，如各種傳感器、控制模塊等，如果受到浪涌電壓的沖擊，可能會(huì)出現(xiàn)性能下降、故障甚至永久性損壞，進(jìn)而影響整個(gè)汽車的性能、安全性和可靠性。

最后，隨著汽車智能化和電動(dòng)化的發(fā)展，48V 電壓系統(tǒng)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，其承載的功能也越來(lái)越重要，因此更需要有效的浪涌保護(hù)措施來(lái)確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和長(zhǎng)壽命

因此，為了保障汽車 48V 電壓系統(tǒng)的正常工作，避免電子設(shè)備受損，提高汽車的安全性和可靠性，浪涌保護(hù)是必不可少的。

5.汽車DC 48V電壓系統(tǒng)浪涌保護(hù)方案

（1)傳統(tǒng)保護(hù)方案：采用了MOV+GDT+電感+ TVS

（2)上海雷卯推薦簡(jiǎn)化方案: 采用低殘壓大功率TVS

所用TVS列表

肖特基和PPTC 列表

相比傳統(tǒng)方案優(yōu)勢(shì)：

（1)成本低：傳統(tǒng)方案用了7顆元件，雷卯簡(jiǎn)化方案用了3顆元件，降低了成本。

（2)更耐用：傳統(tǒng)方案GDT和MOV 使用次數(shù)有限，容易衰損，小更換，增加了維修成本。

（3)簡(jiǎn)化方案優(yōu)勢(shì)：LM1K58CLV浪涌可以通過(guò) IEC61000-4-5，GB/T17626.5 8/20μs 2KV標(biāo)準(zhǔn)。SM8S58CA用于滿足ISO7637-25A/5B測(cè)試