Jun . 2025
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长城汽车作为一家全球智能科技公司，打造了以能源、智能化位导向的森林生态体系，确立混动、纯电、氢能三轨并行发展的道路。随着长城汽车在智能驾驶、智能座舱、智能底盘等方面的深入发展，传统12V低压系统需要提升电流输出能力来满足更加智能的控制器系统，电流输出能力的提升必然增加线束线径从而导致整车重量加大。为了实现智能化和整车轻量化的共同发展，长城技术中心开展了低压12V升级到48V的相关验证。
英飞凌作为全球领先的汽车半导体厂商，为客户提供全面的系统级解决方案，同时也结合客户的未来需求提供最新的解决方案。为了更好的了解客户的需求，英飞凌设立应用中心，贴近客户，共同开展新产品、新应用、新技术的相关工作。
基于长城&英飞凌应用中心，长城技术中心和英飞凌共同合作，结合长城汽车的实际需求开发了一款12V&48V一级智能配电测试板。
作者：长城汽车电子电气架构经理 张良
英飞凌应用中心工程师 曾喆
图1 12V&48V混合一级智能配电测试板
■ 采用12V&48V供电
■ 2路CAN通信，3路LIN通信
■ 12V负载输出
■ 48V负载输出
■ 电子保险丝（efuse）保护机制
■ 电机保护机制
图2 12V/48V混合一级智能配电框图
测试板根据一级智能配电的需求进行设计，在混动车型和纯电车型实现智能化的电子配电方案。
测试板基于传统的12V低压系统，部分大电流负载升级到48V。在保留现有400V/12V DCDC和12V电池的前提下通过添加一个双向12V/48V DCDC进行48V负载测试。48V供电部分采用12V/48V DCDC 和48V 电池。
基于高阶自动驾驶、智能座舱等智能化的趋势，12V的负载输出采用电子保险丝（efuse）代替传统的保险丝。48V的负载输出采用智能高边和智能驱动+mosfet的方式。
图3 48V主供电框图
48V供电采用双电源方式分别是12V/48V DCDC和48V电池，12V/48V DCDC和48V电池通过2ED4820进行管理。
2ED4820是英飞凌开发的一款适用于12V/24V/48V的智能门级驱动芯片。
图4 IBC供电
随着智能驾驶的提升，线控底盘控制器也会越来越多。为了满足高阶自动驾驶和整车功能安全要求，针对线控制动控制器供电采用双路冗余同时差异化的智能配电输出，采用智能门级驱动+mosfet的方式给IBC1供电，另外一路采用BHT50015给IBC2供电。
测试板集成了两路三相无刷电机（BLDC）驱动分别用于驱动水泵和散热风扇。为了测试对比采用了两款不同的BLDC驱动芯片，两款BLDC驱动都支持48V应用分别是TLE9180和TLE9140。
TLE9140是英飞凌开发的一款满足24V/48V BLDC应用的驱动芯片。
测试板可以实现12V和48V负载输出电流和电压的实时监控。
12V负载部分采用一个主的2ED2410作为12V的输入，每路12V输出采用电子保险丝（efuse）和智能高边驱动（HSD）。
48V负载部分采用两个主的2ED4820作为48V输入，48V输出采用智能高边和电机驱动芯片。
图5 短路发生之后，BTG7003在45us之内触发保护同时关闭输出
12V eFuse（BTG7003）短路测试：
图6 短路发生之后，传统保险丝在2ms之后才会触发保护同时熔断
12V Fuse（传统保险丝）短路测试：
图7 测试板48V配电图
通过对比测试可以发现在发生短路的时候，eFuse触发保护的时间明显优于传统保险丝，us级别的保护反应时间可以降低短路大电流对线束的损坏。
基于实验室环境针对BLDC和DC电机在48V和12V供电情况下进行了对比。
通过以上数据可以得到鼓风机在相同风速下48V供电情况下负载电流小于12V供电情况下的电流。在较低的风速下电流比例达到了4：1，但是随着风速的上升，电流比例开始变小，这个有可能跟48V散热风扇的软件成熟度不足和散热风扇不匹配实验车辆有一定的关系。
由以上数据，可以看到上升过程中，与48V电压下相比， 12V摇窗电机工作电流是48V摇窗电机的3.4倍。虽然下降阶段电流却没有明显的优势，但是下降电流最够小，这样子也有利于降低线束的线径。
基于测试板功能和测试的数据可以看到如下结论：
文章来源：英飞凌汽车电子生态圈