电子系统在现代汽车中发挥着越来越大的作用。其内部的各种子系统存在极其不同的电源要求,并需要混合使用各种元器件来提高电源效率。

由于当今电池的充电速度不足以满足驾驶员在五分钟或更短时间内“加满油”的要求,全电动汽车仍是相对稀少的商品。这也未能开始满足不断增长的对这种转变所需发电能力的需求。

然而,电子控制装置和电力正成为现代汽车中越来越大的一部分,即使电力本身不是运动力也是如此。无源功率元器件、发动机舱和整体乘客舱使汽车比以往任何时候都更安全、更轻和更节能。它们正在提升驾驶体验。

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LED 照明设备

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与 LED 相比,没有一项成熟技术能在相同的耗电量下提供更多流明。因此,LED 正在快速取代采用卤素技术的前照灯、尾灯和信号灯。汽车的乘客区同样如此 - LED 也变得越来越常用于内部照明。它们不再只是高端汽车专享。中等价位甚至低价位的汽车正迅速普及 LED 灯具。

现在和将来,LED 在汽车中的用途将会更加多样化,而且不同功率、颜色和占空比的 LED 将会汲取不同的电流数量。同时,它们也需要不同的工作电压。利用通过微型半导体控制器构建的现代 Buck 和 Boost 转换器,可以轻松高效地完成电压转换。

即使对于高速行驶的车辆而言,乘客舱也是一个相对良好的环境。但是,室外照明环境在冬季可能很冷,在夏季可能炎热和潮湿。在所有情况下,这些电压转换装置中的一个不可取代的无源元器件是电感器。这些电感器通常用于较恶劣的环境,并且需要承受比其他电感器更大的振动和温度变化。针对每个单独情况优化的元器件将节省重量和空间,并产生尽可能少的余热。

相关元器件:HCM1A 电感器DRA 电感器DRAQ 电感器

传动系

传动系由发动机、变速箱、轴、冷却风扇以及油泵、水泵和燃料泵等元件组成。这些装置和系统过去由机械传动,并通过液压装置和风扇皮带控制。电子控制和电气传动的电机越来越多地取代这些沉重、浪费和低效的模式。更严格的控制以及车辆总重的降低正推动燃油经济性提高,以及实现更精确的控制。(这些 BLDC 传动的泵和转子由于使用了大量额外元件来使其工作,因此可靠性将不会提高)。

必须为这些系统提供电压分布存在较大差异的稳定电源。由于它们位于乘客舱外部,并且承受着极大的热量和振动,因此,这些系统的电感器必须足够坚固,以抵御恶劣的环境。

相关元器件:HCM1A 电感器

信息娱乐和远程信息处理

消费者要求汽车提供信息娱乐,因为他们希望能够在车内享受到客厅般的舒适。制造商正按照此要求行事。这些系统需要一系列图形控制器、触摸屏和信息系统,它们中的每一个都需要自己的特定工作电压。这些系统通常组成了数量第二多的构成车辆电力需求的应用。由于许多此类应用(如卫星无线电或车载 Wi-Fi)包含高速数据或射频信号传输,因此,伊顿 ESD 抑制器因其低电容而成为这些情况下的理想保护装置。

虽然电压要求比照明系统更多样化,但它们都部署在乘客舱中,因此对坚固性的要求没有那么严格。

相关元器件:HCMA 电感器MPIAV2 电感器0402ESDA-AEC ESD 抑制器3216FF 熔断器CC12H 熔断器PS04 ESD 抑制器

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安全和高级驾驶员辅助系统 (ADAS)

另一个对车辆电力的需求很大的领域是安全和高级驾驶员辅助。这包括为车辆的雷达、激光雷达(基于激光的光线检测和测距系统)和摄像头供电。这些组合式传感器系统创建车辆周边环境整体图像的速度远远快于任何人类驾驶员。

另外还必须有一个计算系统来评估任何可能的安全威胁因素。必要时,该系统必须干预转向、加速和/或制动系统,以即时规避任何检测到的威胁。它还必须能够与任何自动驾驶系统连接。

发生事故时,关键的主动安全装置需要获得可能由短时备用电源供应的电力,因为电池线路可能被切断,或者电池本身可能受损,从而导致安全气囊、皮带张紧器、紧急呼叫装置等失效。伊顿超级电容器提供高效且高度可靠的选项,可在集中式安全装置或装置本身中存储短时高功率能源。伊顿 ESD 抑制器为管理这些系统的敏感 IC 提供必要的 ESD 保护,而且伊顿熔断器可在本地保护 PCB 免受可能导致短路的损坏。

其中一些系统将位于乘客舱内,而另一些系统将位于发动机舱内。必须恰当选择每个关联的电源转换器的元器件。

相关元器件:TV 超级电容器MPIAV2 电感器0402ESDA-AEC ESD 抑制器3216FF 熔断器CC12H 芯片熔断器PS04 ESD 抑制器

48 伏挑战

XLR Supercapacitor module
伊顿 48 V 和 51 V XLR 超级电容器模块符合 UN ECE R100 认证

高端制造商已经开始在其车辆中加入 48 伏系统,此趋势预计未来将扩展到所有汽车。对于 48 伏系统,在给定的功率数量下,较高的电压意味着较低的电流,这将转化为较低的功耗 - 原因是 P = I2R。

对于当今受影响的高端汽车,48 伏系统将能满足需要 500 瓦及以上功率的应用,如动力转向、水泵、涡轮增压器、悬架系统控制以及传动系和变速箱。此外,其中一些车辆将近似采用混合动力,并且系统在车辆仅缓慢挪动时(如交通堵塞和泊车期间)提供实际动力。12 伏系统将主要满足乘客舱的需求,例如信息娱乐系统和内部照明。

AEC-Q200

AEC-Q200 是由汽车电子委员会 (AEC) 制定的国际标准,用于管理汽车无源电气元器件。它规定了对温度、湿度和耐热冲击的要求 - 对乘客舱和外部区域有不同的要求。

电压尖峰保护也包括在内,而且为 48 伏元器件制定的标准要远高于 12 伏元器件。对于纯电动车将使用的满表 400 伏或 500 伏电池,标准甚至更高。

在所有情况下,伊顿的汽车级电感器都符合 AEC-Q200 相应部分的标准。此外,伊顿已经并将继续与自身要求超过该标准的 OEM 合作。

适合各种应用场合

伊顿提供众多不同的电感器系列,适合各种可行的应用场合,因此伊顿的功率元器件是汽车业的最佳选择。随着汽车越来越接近完全电气化,伊顿的产品同样将会如此,以适应新出现、不断演变和改进的发动机舱和乘客需求。

汽车电子解决方案

专为汽车应用场合设计的电路保护、功率磁性元器件和超级电容器。