通往42V汽車電氣系統(tǒng)之路

向42V汽車電氣系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換有許多理由。但是，42V的實(shí)際實(shí)現(xiàn)卻由于經(jīng)濟(jì)和技術(shù)方面的挑戰(zhàn)而受到種種制約。工程師在解決42V系統(tǒng)種種挑戰(zhàn)的同時(shí)，還在繼續(xù)對(duì)14V系統(tǒng)的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化。但將來，似乎汽車電氣方面的增長(zhǎng)將鐘情于42V系統(tǒng)。那時(shí)，生產(chǎn)商將不得不在能夠支持未來的42V系統(tǒng)的同時(shí)，還要繼續(xù)為目前的14V系統(tǒng)繼續(xù)提供改進(jìn)型和創(chuàng)新型產(chǎn)品。本文將討論42V的實(shí)現(xiàn)并深入研究未來的發(fā)展趨勢(shì)。

路漫漫但是必然

42V汽車電氣系統(tǒng)的進(jìn)展究竟如何？更強(qiáng)大的42V標(biāo)準(zhǔn)在按照最初的預(yù)測(cè)進(jìn)行具體的快速實(shí)施時(shí)拋了錨，而眼下沒有人認(rèn)為會(huì)馬上得到快速采用。事實(shí)上，還有一些專家預(yù)測(cè)根本不可能實(shí)現(xiàn)這一轉(zhuǎn)換。14V架構(gòu)和部件的最佳化，包括分布式電源網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性技術(shù)，延長(zhǎng)了14V系統(tǒng)的壽命。不過，將來的某一天，系統(tǒng)性能方面的因素將迫使汽車制造商最終接受通往42V的轉(zhuǎn)換。成功的電子電氣部件供應(yīng)商更會(huì)沿著這條路來很好地支持這一不可逆轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)換。不過，在研發(fā)如何成本有效地解決42V電源網(wǎng)絡(luò)所提出的各種挑戰(zhàn)的同時(shí)，制造商將會(huì)繼續(xù)對(duì)其目前的14V系統(tǒng)的產(chǎn)品進(jìn)行優(yōu)化。

推動(dòng)轉(zhuǎn)換的各種因素

隨著汽車電子和電氣部件的持續(xù)發(fā)展，在如何確保提供有效功率方面，制造商面臨著前所未有的挑戰(zhàn)。受到新的舒適性和安全性能、提高燃料利用效率、減少輻射、以及駕駛性能的改善等方面的驅(qū)使，汽車電子內(nèi)容增加的速度從上個(gè)年代開始大大加速，而且這種局面在未來的10~15年內(nèi)仍將繼續(xù)。電氣系統(tǒng)中的一些有代表性的功率負(fù)載的電氣功能和性能的實(shí)現(xiàn)要求在汽車電源的分配和管理方面必須進(jìn)行某種方式的改進(jìn)。這些新的電子系統(tǒng)為通往42V汽車電子系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換提供了根本的驅(qū)動(dòng)力。

采用一個(gè)更高的電源電壓的電氣系統(tǒng)所帶來的好處包括：

1. 能夠滿足14V系統(tǒng)無法滿足的一些附件的功率要求；

2. 改善了功率管理能力和系統(tǒng)的穩(wěn)定性；

3. 降低了電流；

4. 通過減少電氣配線和部件以及利用電氣系統(tǒng)替代機(jī)械系統(tǒng)來減少了數(shù)量、體積和成本；

5. 增加了燃料效率；

6. 減小了車輛的NVH。

從表面上看，這么多好處似乎已經(jīng)為42V標(biāo)準(zhǔn)的采納提供了足夠的理由。然而現(xiàn)實(shí)情況是，工程改進(jìn)和部件能力的提升延緩了14V系統(tǒng)的壽命。從電氣部件效率的改進(jìn)、架構(gòu)的改變到系統(tǒng)級(jí)的功能集成，以及電源網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性的分配方法，都使得制造商延緩了通往一個(gè)完全不同的新標(biāo)準(zhǔn)的大規(guī)模轉(zhuǎn)換。此外，還有許多經(jīng)濟(jì)和技術(shù)方面的原因，這也阻止了42V系統(tǒng)的實(shí)際實(shí)現(xiàn)。這些原因包括：

1. 已經(jīng)為14V系統(tǒng)優(yōu)化了的部件技術(shù)和架構(gòu)的更換成本；

2. 更高電壓和功率電平所帶來的長(zhǎng)期穩(wěn)定性方面的問題；

3. 潛在的安全問題；

4. 部件和導(dǎo)線打火問題。

圖1：42V系統(tǒng)和12V系統(tǒng)各自的優(yōu)勢(shì)比較。