混合动力汽车的48VDC系统简介

宽范围的电池输入电压也适用于其他的应用如电动叉车、混合动力汽车或UPS系统。电池标称电压在12到48V之间，但是重负荷电机在“负载突降”时充电电压和浪涌，会将12V系统的最大电压提高到42V甚至更高。48V系统中的电压相对更高，但是当60V被定义为最大“安全”电压时，可以使用如图2的浪涌抑制器电路将DC/DC输入电压钳位到最高60V。在这种安全的特低电压下，DC/DC的绝缘系统可为“功能隔离”，而不需要取得认证机构的更高级别的认证。在“冷启动”的情况下，低电压宽输入范围DC/DC是一个好方案。由于最终用途的环境无法得到很好地控制、比如，行驶在轨道上的列车，车辆位置无法确定，因此建议使用坚固耐用的器件以确保可靠性。随着电子技术进入农业和所有重型工业车辆，对宽输入范围和坚固结构的要求也是一样的。

　　图：12V车辆应用中的浪涌电压

汽车电源电压明确定义

道路车辆的电源电压是非常明确的，由德国汽车制造商在2013年制定的LV124是12V系统的通用标准。图3为常见的电压，转换器需要在超过4:1输入范围内可靠工作。虽然不同的制造商有自己的解释和要求，但标准ISO7637-2也适用于高压瞬态。可以施加高达-150V负瞬态持续2ms以及正电压如+150V持续150ns。负脉冲是由并联电感负载断电所产生的。瞬态具有相对较低的能量，可以使用LC滤波器和瞬态抑制器加以减弱。

人们越来越关注混合动力汽车的48VDC系统，因为即将在2021年实施的法规要求新登记的乘用车的二氧化碳排放需低于每公里95克。那时市场还无法转换成全电动车，因此混合动力车是大型车辆的唯一选择。具有12V和48V系统电压的系统可以提供更好的燃料消耗和排放，48V电池可在必要时提供牵引力，并为油泵和水泵等周边设备供电，这在设备为电驱动时效率更高。

48V系统具有与12V系统类似的欠压和过压百分比范围，但需要考虑将电压保持在安全的60V水平以避免额外的昂贵绝缘系统。标准VDA320定义的级别如下图所示。

图：汽车48V系统电压等级

如果在这些系统中使用DC/DC转换器模块，对于信息娱乐或导航应用，4:1（18-72V）输入范围可能就足够了，但该模块仍必须能够承受冲击和振动的规范，以及车辆停放在寒冷的北极或炎热的热带所带来的极大温差。