48V&高壓大電池和12V小電池的集成

2020-12-20 電子工程專輯

HEV的車型是各個車企默默在做，但是目前沒有花大力氣在說的事情，如果把48V系統也看成一種低成本的HEV的話，整個市場是慢慢在升級的。這些車由於不需要低壓小電池來啟動發動機，所以容量越做越小，某種意義上主要是作為整個系統的備份電源，而且都是有一個DC-DC把48V或者高壓電池進行能量轉換的，所以在這類電池裡面，是最有希望和訴求把兩個電池進行集成的。這裡用鋰電的最大優勢是尺寸小和重量輕，最大的瓶頸是成本。 在這個方面，最大的訴求是需要分析未來的HEV汽車中對於12V系統的負載需求，包括額定電流、需求瞬時功率和工作條件，特別是確定最壞的駕駛

情況下的關鍵負載，來整理12V電池和12V配電系統的使用限制（這裡往往是以電氣系統模型來設計的），當然最大的增量就是EE架構Zone化以後，娛樂系統的核心控制器和自動駕駛控制器兩塊帶來的電力需求，自動駕駛控制器還要分別考慮感知系統的功率需求和執行系統（EPS和剎車）需要的功率。

實際上，我們之前已經在現代Ioniq Hybrid和Kira Niro的HEV平臺上，看到了把兩個電池整合在一起的實際案例。12V小電池採用了更輕，更小鋰電池以降低油耗，距離比較近，還可以降低DCDC和12V電池系統的電纜阻抗，所以整個布置低壓電池必須靠近HV電池（12V鋰離子電池與HV電池集成在一個電池框架裡面） 


圖1 現代的HEV鋰電化的改造 


備註：在這個設計裡面，現代用了一個復位按鍵，在12V電池完全放電的情況下，可以讓HV電池給小電池無腦充電，實際上這裡能做的策略很多，採取定時檢測可能效果更好一些，保住12V小電池電可以讓車不至於無法啟動

圖2現代的電池框圖 


如下圖所示，主要是分析和分解不同的瞬時負載和持續負載，需要為這個電氣系統的運行時間來選定比較合適的策略。

圖3 常規車型的12V需求 

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