 随着人们生活质量的加强，汽车在现代社会中越来越普及，而随着汽车保有量的连续增长，道路交通安全事故亦越来越多，为了减少安全隐患，除了持续完善道路安全法规、加大全民驾驶教育力度，针对OEM来讲加强汽车安全设计亦是必不可少的。近年来智能汽车、互联网等技术的兴起亦使得汽车安全技术的发展面临全新的局面。在其中供电系统是汽车正常运行的基本，随着人们对汽车舒适性和娱乐性需要的加强，汽车的电子电器设备快速增多，引起了电池易过放电、能源消耗增加、供电线束繁杂、供电安全性降低、故障诊断困难等问题。
从保险丝到MOSFET&E-Fuse
传统的开关--继电器组合的机械式掌控方式使得车上的供电回路繁多繁杂，供电安全存在更多的隐患，另一方面日前汽车用电器的供电系统未对供电状态和用电信息进行任何的监测和掌控，更加没法实现系统的智能化安全管理。 
因此呢利用信息通讯等技术对发电、配电、用电过程中所有节点实时监控，实时获取全部电网的全面信息，实现了汽车供电系统的智能化、网络化，能够有效处理电池管理、能源优化、故障诊断、用电安全等一系列问题。
半导体在现有传统电路的多处发挥着重要的功效，其中跟安全关联的有：在继电器的线圈旁并联一个守护二极管，在仪表电路中利用稳压管，保准稳压管两端的电压维持必定的电压值基本不变。
日前汽车中运用最多的半导体制品分别是传感器、MCU和功率半导体，随着汽车自动驾驶和智能座舱的快速发展，算力更高的SoC芯片需要亦将越来越高。 当半导体应用在配电系统中时，与传统配电的元器件对比：
传统的配电系统，整车经过各插线式或PCB式电器盒（传统保险丝和继电器构成）完成对用电器的电源分配工作，适用于当前市场上大部分车型，对应的电气架构和掌控规律相对来讲较简单。各档位下负载回路经过对应ECU掌控继电器线圈端电压来实现通断，包含IG继电器、ACC继电器、灯光继电器、喇叭继电器等，还有有些常电需要的负载直接经过保险丝接蓄电池正极。  传统电器盒
为应对更繁杂更庞大的电气架构和掌控规律，更小、更轻、更智能、更易安装的智能电器盒显现了。特斯拉从MODEL 3起始就采用了MOSFET替代保险丝和继电器的智能电器盒方法，日前国内各OEM亦对此技术起始进行预研。  半导体器件对比传统保险丝和继电器的优良：
以传统保险丝为例，假设运用10A的片式保险，通常来讲实质负载回路稳态电流最大亦就6A上下，而当回路反常电流达到160%亦便是16A时，保险丝的熔断时间在0.25~50s内。  MINI保险规格书传统的保险丝在断开守护时导电的熔丝会熔断或被破坏，因此呢永远没法再运用。过流和短路守护速度慢，线束和用电器长期大电流情形下会加速老化，对电路极其有害。保险丝做为传统的电器件，没法实现诊断功能。保险丝的寿命通常在10万次上下。近期比较火的E-Fuse是一种集成MOSFET的有源电流守护器件，重点元件是一个用于调制负载电流的电源开关、一个电流感应元件和掌控规律。 智能MOSFET掌控器电路半导体器件的关断操作是经过打开和关闭内置的MOSFET来实现的，因此呢能够重复运用。能实现电流、电压检测功能，且精度能达到5%。优良的电路守护功能：过压守护：将VOUT保持在设定限制值内，并防止过电压功效于后级负载电路。过流、短路守护：相比传统保险丝在过流守护上的精度低和反应慢，E-Fuse能够在IOUT短期内大幅超过限制电流时，快速切断回路，时间仅150us，降低回路损害的危害，待回路恢复正常或施加一个外边使能信号后再接通。欠压锁定：与输入电压过高相反，当输入电压比E-Fuse工作电压低时，E-Fuse可能会显现故障，当VIN小于E-Fuse工作值时，它会停止工作。热关断：过流、过压状况下都会产生海量的热量，当温度超过必定值时，E-Fuse关闭不输出，从而守护E-Fuse。反向电流阻断：对芯片来讲，最影响其运用寿命的原因便是过压和反接，状况严重可能会击穿芯片，毁掉全部电路板。针对感性负载产生的反向电压，能够采用一个NMOS实现反向电流阻断功能，实例中咱们能够直接选择内置MOSFET用于反向电流阻断的E-FUSE，亦可运用E-FUSE和外置MOSFET的组合方式来实现反向电流阻断功能。
博沃创新的电源冗余技术方法 日前国内头部的有些OEM已然在思虑或做将来车型研发的时候已然起始做efuse来实现整车电源网络的管理。然则暂时还无量产车型运用efuse架构来实现整车的电源网络管理，其原由咱们认为重点是两个原由，1 经济型的成本问题
Tesla的E-Fuse方法不会适用与所有的车型，由于竞争激烈的汽车行业，成本是车厂基于利润和存活的最基本并且是最严格的需求之一。海量智能高边开关和E-Fuse的运用，对比传统的保险丝和继电器，成本会大幅提高，通常高边开关的单通道要好几块钱，对比同规格的保险丝仅有几毛钱。大电流的E-Fuse通道用到的MOSFET单个最少亦要十几块，倘若类似MODEL 3全车都上高边开关和E-Fuse做低压电网的配电成本要超过两千，相同的功能用保险丝和继电器只要几百块。针对成本敏锐的车型，这种方法是肯定难以接受和落地的。 2 已有电子电气架构的局限性
此刻量产或将来1~2年量产的车型大都数都是传统电子电气架构，没法直接经过一二级的efuse来匹配日前架构网络，因此呢没法满足自动驾驶电源冗余的需求，另一一个便是任何一代电子电气架构系统的从起始研发到量产都需要3~5年乃至更长期的开发才可量产，包含系统零部件级的供应商都需要将掌控器升级为域掌控器或区掌控器才可匹配下一代基于SOA的架构来实现，这个需要在成本上和技术上都需要一个较为长时间的时间和演变才可逐步到位。 针对自动驾驶系统对电源冗余的高技术需要和日前主机厂电子电气架构的特点，翊弼生态企业——博沃创新针对电子电气架构的迭代更新，兼顾低压智能电网成本和安全推出了自动驾驶电源冗余管理模块（ Power Network Controller,PNC）的处理方法。针对有自动驾驶需要的车辆，对高安全需求的负载，例如转向、制动、自驾和座舱等实现了满足ASILD的安全冗余配电的需求，保准任何供电系统单点失效（过压、欠压或短路）的状况下还能继续给安全负载供电，以实现供电系统的Fail-operational的设计，满足连续迭代的电子电气架构背景下自驾对安全冗余配电的需求。 博沃创新的自动驾驶电源冗余管理方法（PNC)能够满足区别的低压供电系统配置，满足安全及靠谱性的前提下亦为各大OEM降低了系统成本。1 针对单DCDC+单电池（单电池组）的低压架构博沃PNC在单DCDC+单电池的低压电网中设置多个监控点，安全关联的负载采用主辅两路冗余供电；在DCDC供电测显现过压（供电电压大于16V）或欠压（电压小于9V）和短路的时候，PNC能够快速关断DCDC测的供电回路，保证安全关联的负载能够从电池辅路供电回路取电；在电池测供电显现短路故障时候，PNC一样能够快速关断电池测的供电回路，保证安全关联的负载能够从DCDC主供电回路取电；安全负载回路显现短路的时候，PNC能够快速关断此回路的供电，保证安全关联负载能够从另一冗余测供电回路取电。 以上关联关断回路都能满足ASILD的安全完整性，同期安全关联的关断能够经过软硬件方法实现。非安全关联的负载或功能安全等级小于ASILB的关联低压负载能够继续经过传统保险丝盒继电器供电。 博沃创新的PNC集成为了智能电池传感器功能，经过电压和电流采样，实现蓄电池电压和电量的实时精确管理。2 针对单DCDC+双电池（双电池组）的低压架构博沃创新PNC在单DCDC+双电池的低压电网中设置多个监控点，安全关联的负载采用主辅两路冗余供电；在DCDC供电测显现过压（供电电压大于16V）或欠压（电压小于9V）和短路的时候，PNC能够快速关断DCDC测的供电回路，保证安全关联的负载能够分别从两路电池实现辅路冗余供电；在电池测供电显现短路故障时候，PNC一样能够快速关断电池测的供电回路，保证安全关联的负载能够从DCDC主供电回路取电或者从冗余电池回路取电；安全负载回路显现短路的时候，PNC能够快速关断此回路的供电，保证安全关联负载能够从另一冗余测电池供电回路取电或DCDC主供电回路取电。 以上关联关断回路都能满足ASILD的安全完整性，同期安全关联的关断能够经过软硬件方法实现。非安全关联的负载或功能安全等级小于ASILB的关联低压负载能够继续经过传统保险丝盒继电器供电。 博沃创新的PNC亦集成为了智能电池传感器功能，经过电压和电流采样，实现蓄电池电压和电量的实时精确管理。3 针对双DCDC+单电池（单电池组）的低压架构博沃创新PNC在双DCDC+单电池的低压电网中设置多个监控点，安全关联的负载采用主辅两路冗余供电；在DCDC供电测显现过压（供电电压大于16V）或欠压（电压小于9V）和短路的时候，PNC能够快速关断失效DCDC测的供电回路，保证安全关联的负载能够分别从冗余DCDC和电池侧实现冗余供电；在电池测供电显现短路故障时候，PNC一样能够快速关断电池测的供电回路，保证安全关联的负载能够从主DCDC和冗余DCDC回路继续实现冗余取电；安全负载回路显现短路的时候，PNC能够快速关断此回路的供电，保证安全关联负载能够从另一冗余测电池供电回路取电或DCDC主供电回路冗余取电。 以上关联关断回路都能满足ASILD的安全完整性，同期安全关联的关断能够经过软硬件方法实现。非安全关联的负载或功能安全等级小于ASILB的相关低压负载能够继续经过传统保险丝盒继电器供电。 此PNC 方法能够支持自动驾驶等级为L4及以上的场景，实现低压电网失效状况下，参与DDT的关联系统（转向、制动和自驾系统）等功能不降级，支持无人驾驶车辆继续有能力行驶到行程终点或车辆维修点。博沃创新的PNC亦集成为了智能电池传感器功能，经过电压和电流采样，实现蓄电池电压和电量的实时精确管理。4 针对双DCDC+双电池（双电池组）的低压架构博沃创新PNC在双DCDC+双电池的低压电网中设置多个监控点，安全关联的负载采用主辅两路冗余供电；在DCDC供电测显现过压（供电电压大于16V）或欠压（电压小于9V）和短路的时候，PNC能够快速关断失效DCDC测的供电回路，保证安全关联的负载能够分别从冗余DCDC和电池侧实现冗余供电；在电池测供电显现短路故障时候，PNC一样能够快速关断失效电池测的供电回路，保证安全关联的负载能够从主DCDC和冗余DCDC或辅电池回路继续实现冗余取电；安全负载回路显现短路的时候，PNC能够快速关断此回路的供电，保证安全关联负载能够从另一冗余测电池供电回路取电或DCDC测供电回路冗余取电。 以上关联关断回路都能满足ASILD的安全完整性，同期安全关联的关断能够经过软硬件方法实现。非安全关联的负载或功能安全等级小于ASILB的关联低压负载能够经过集成在PNC的智能保险丝系统实现智能供电。此PNC 方法能够支持自动驾驶等级为L4及以上的场景，实现低压电网失效状况下，参与DDT的关联系统（转向、制动和自驾系统）等功能不降级，支持无人驾驶车辆继续有能力行驶到行程终点或车辆维修点。 博沃创新的PNC亦集成为了智能电池传感器功能，经过电压和电流采样，实现蓄电池电压和电量的实时精确管理。5 针对单DCDC+单电池（单电池组）+区域掌控器的低压配电架构博沃创新PNC在单DCDC+单电池+区域掌控器的低压电网中设置多个监控点，在安全关联的负载采用主辅两路冗余供电；在DCDC供电测显现过压（供电电压大于16V）或欠压（电压小于9V）和短路的时候，PNC能够快速关断DCDC测的供电回路，保证安全关联的负载能够从电池辅路供电回路取电；在电池测供电显现短路故障时候，PNC一样能够快速关断电池测的供电回路，保证安全关联的负载能够从DCDC主供电回路取电；安全负载回路显现短路的时候，PNC能够快速关断此回路的供电，保证安全关联负载能够从另一冗余测供电回路取电。以上关联关断回路都能满足ASILD的安全完整性，同期安全关联的关断能够经过软硬件方法实现。 非安全关联的负载或功能安全等级小于ASILB的关联低压负载能够经过集成在PNC的智能保险丝系统实现智能供电。 博沃创新的PNC集成为了智能电池传感器功能，经过电压和电流采样，实现蓄电池电压和电量的实时精确管理。PNC经过软件智能掌控所有的负载，实现基于场景和功能需求的负载配电精确控制。满足SOA架构下实时精确的负载供电配置，OEM能够经过FOTA连续迭代关联的软件掌控功能，实现车辆全生命周期的低压负载供电准确智能掌控。达到智能、安全、低能耗和高靠谱性的完美结合，服务好OEM和终端用户。6 日前已然得到主机厂应用得方法技术参数
翊弼生态企业——博沃创新(BNOVANCE)2017年成立，是国家高新技术企业、江苏省民营科技型企业。由60 余位专家及工程师组建的核心技术团队拥有15年以上的电子电气核心技术能力及工程研发经验。博沃创新以“为人类供给更有效、靠谱的智能和零碳技术”为使命，做能量系统技术的先行者，让智能汽车的自动驾驶系统和能量系统更安全、靠谱和有效。博沃创新自成立以来致力于做新能源汽车能量系统技术的先行者，基于博沃创新的FEPP能量技术平台并经过制品技术持续迭代，为客户供给新能源汽车能量系统和自动驾驶系统电源冗余管理软硬件一体的技术处理方法。
博沃创新是国内少许能够为智能新能源汽车供给车载逆变器、转换器、能量管理和自动驾驶电源冗余管理处理方法的全栈型技术创新型公司。博沃创新的制品和技术已然得到了众多国内外主流客户的认可和广泛应用。
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发表于 2024-8-24 03:39:05
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