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聚焦“新基建”|汽车电子行业电源应用解析

摘要随着汽车智能化的不断发展,汽车电子占整车成本的比例也在不断上升。目前,常规车型的汽车电子占整车成本的15-30%,而对于一些高端车型,汽车电子占据整车成本的40-50%。车载汽车电子系统主要包括车载供电系统、启动系统、发动机管理系统等。针对汽车电子系统,金升阳提供系统的电源应用方案,致力于简化客户设计,增加系统的可靠性。


一、汽车电子电源的关键需求

时至今日,全球正在逐渐停止生产销售传统能源汽车,各大汽车厂商都纷纷规划新能源汽车。而随着新能源汽车的不断发展,汽车中电子系统的数量和复杂性也在迅速增加,为了提高行车安全性、舒适度、效率和性能,因此也对汽车电源的性能提出了更高的要求。


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IATF16949体系

若要进入车辆领域,打入各一级(Tier1)汽车电子大厂供应链,需满足符合零失效(Zero Defect)的供应链质量管理标准ISO/IATF 16949规范(Quality Management System)。

AEC-Q100/200标准

车用电子零部件可靠性验证,是由北美汽车产业所推的AEC-Q100(集成电路IC)、AEC-Q101(离散组件)、AEC-Q102(离散光电LED)、AEC-Q104(多芯片组件)、AEC-Q200(被动组件)可靠性标准。

以上两点需求,为进入车辆领域,打入各一级(Tier1)汽车电子大厂供应链,必须取得两张门票。


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图1  IATF16949体系及AEC-Q100验证标准


汽车级EMC标准

需要符合汽车级电磁兼容标准:ISO11452/CISPR 25/ISO 7637/ISO 10605。


图2  产品EMC特性(以产品技术手册为主)


超宽低压启动

道路车辆电气及电子设备的环境条件和试验标准GB/T 28046.2-2011,标准中对输入电压瞬时下降有专门的要求,比如12V系统中要求瞬时电压下降到4.5V,24V系统中要求瞬时电压下降到9V,而金升阳宽压汽车级电源CUWB12xxYMD-6WR3满足4.5~36VDC超宽输入,满足标准中瞬时电压下降的要求。

宽工作温度范围

有试验表明,当汽车在40℃高温的室外环境,长期受到太阳直射的情况下,车内温度将在70℃以上,最高可达90℃;在寒冷的冬天 ,车内温度很低,可能会引起电源的启动不良问题,影响汽车的正常使用。

汽车使用环境广泛,需要超宽工作温度范围,以满足不同温度环境下的应用。


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二、汽车电子系统中常见的设备电源解决方案

典型方案:汽车制暖PTC系统

传统汽车与电动汽车制暖PTC系统的区别在于:电动汽车没有发动机的余热可以利用或者不能完全利用发动机的余热,需采用热泵型空调系统或辅助加热器;对于电动制暖PTC系统,目前采用的方案主要包括电动热泵式空调系统、电动压缩机制冷与电加热器混合调节空调系统。1602815172302402.jpg1602815425836831.jpg

图4  汽车PTC电源解决方案框图及实物图


典型车厂采用的方案为:空调是电动空调、暖风为PTC暖风,制冷制热迅速;空调ECU是全自动空调系统,主要由传感器、空调ECU和执行器三部分组成,采用模糊控制。主要的细节过程为空调ECU的传感器检测室外温度、湿度、压缩机的工作条件、温度设定信号、功能选择信号通过比较、计算并发出指令,自动开启和关闭变频压缩机、冷凝器风扇、电动冷却泵和PTC加热器,最终调整送风的空气温度和空气流量,实现智能控制。

金升阳CVRC1215JD-6WR3给IGBT组H桥供电,需三路输出隔离耐压1000VDC,满足IATF16949体系管控,温度-40 to 105℃,SMD封装,EMI满足汽车标准 EN55025/CISPR25等级4,隔离电压3000VDC,产品整机符合AEC-Q100汽车标准。


三、金升阳汽车级电源的关键特点


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四、小结

随着国内汽车保有量的不断提升,车载汽车电子的发展空间还很大。预测2021年全球汽车电子市场将达到2万亿,增速6%。其中,我国市场9000亿元,增速高于全球,达到10%。金升阳将与时俱进,不断致力于为汽车电子行业提供更好的电源解决方案。


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