聚焦“新基建”|汽車電子行業電源應用解析
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2020-10-16
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摘要：隨著汽車智能化的不斷發展，汽車電子占整車成本的比例也在不斷上升。目前，常規車型的汽車電子占整車成本的15-30%，而對于一些高端車型，汽車電子占據整車成本的40-50%。車載汽車電子系統主要包括車載供電系統、啟動系統、發動機管理系統等。針對汽車電子系統，金升陽提供系統的電源應用方案，致力于簡化客戶設計，增加系統的可靠性。
一、汽車電子電源的關鍵需求
時至今日，全球正在逐漸停止生產銷售傳統能源汽車，各大汽車廠商都紛紛規劃新能源汽車。而隨著新能源汽車的不斷發展，汽車中電子系統的數量和復雜性也在迅速增加,為了提高行車安全性、舒適度、效率和性能，因此也對汽車電源的性能提出了更高的要求。
IATF16949體系
若要進入車輛領域，打入各一級(Tier1)汽車電子大廠供應鏈，需滿足符合零失效(Zero Defect)的供應鏈質量管理標準ISO/IATF 16949規范(Quality Management System)。
AEC-Q100/200標準
車用電子零部件可靠性驗證，是由北美汽車產業所推的AEC-Q100(集成電路IC)、AEC-Q101(離散組件)、AEC-Q102(離散光電LED)、AEC-Q104(多芯片組件)、AEC-Q200(被動組件)可靠性標準。
以上兩點需求，為進入車輛領域，打入各一級(Tier1)汽車電子大廠供應鏈，必須取得兩張門票。
圖1 IATF16949體系及AEC-Q100驗證標準
汽車級EMC標準
需要符合汽車級電磁兼容標準：ISO11452/CISPR 25/ISO 7637/ISO 10605。
圖2 產品EMC特性（以產品技術手冊為主）
超寬低壓啟動
道路車輛電氣及電子設備的環境條件和試驗標準GB/T 28046.2-2011，標準中對輸入電壓瞬時下降有專門的要求，比如12V系統中要求瞬時電壓下降到4.5V，24V系統中要求瞬時電壓下降到9V，而金升陽寬壓汽車級電源CUWB12xxYMD-6WR3滿足4.5～36VDC超寬輸入，滿足標準中瞬時電壓下降的要求。
寬工作溫度范圍
有試驗表明，當汽車在40℃高溫的室外環境，長期受到太陽直射的情況下，車內溫度將在70℃以上，最高可達90℃；在寒冷的冬天 ，車內溫度很低，可能會引起電源的啟動不良問題，影響汽車的正常使用。
汽車使用環境廣泛，需要超寬工作溫度范圍，以滿足不同溫度環境下的應用。
二、汽車電子系統中常見的設備電源解決方案
典型方案：汽車制暖PTC系統
傳統汽車與電動汽車制暖PTC系統的區別在于：電動汽車沒有發動機的余熱可以利用或者不能完全利用發動機的余熱，需采用熱泵型空調系統或輔助加熱器；對于電動制暖PTC系統，目前采用的方案主要包括電動熱泵式空調系統、電動壓縮機制冷與電加熱器混合調節空調系統。
圖4 汽車PTC電源解決方案框圖及實物圖
典型車廠采用的方案為：空調是電動空調、暖風為PTC暖風，制冷制熱迅速；空調ECU是全自動空調系統，主要由傳感器、空調ECU和執行器三部分組成，采用模糊控制。主要的細節過程為空調ECU的傳感器檢測室外溫度、濕度、壓縮機的工作條件、溫度設定信號、功能選擇信號通過比較、計算并發出指令，自動開啟和關閉變頻壓縮機、冷凝器風扇、電動冷卻泵和PTC加熱器，最終調整送風的空氣溫度和空氣流量，實現智能控制。
金升陽CVRC1215JD-6WR3給IGBT組H橋供電，需三路輸出隔離耐壓1000VDC，滿足IATF16949體系管控，溫度-40 to 105℃，SMD封裝，EMI滿足汽車標準 EN55025/CISPR25等級4，隔離電壓3000VDC，產品整機符合AEC-Q100汽車標準。
三、金升陽汽車級電源的關鍵特點
四、小結
隨著國內汽車保有量的不斷提升，車載汽車電子的發展空間還很大。預測2021年全球汽車電子市場將達到2萬億，增速6%。其中，我國市場9000億元，增速高于全球，達到10%。金升陽將與時俱進，不斷致力于為汽車電子行業提供更好的電源解決方案。
