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华锐达电子电感器在汽车中的应用

 

随着先进驾驶辅助系统(ADAS)的兴起、电动汽车的快速发展以及信息娱乐系统的日益成熟,汽车对电子控制单元(ECU)的依赖程度越来越高。现代汽车配备了大量与动力系统、信息处理和安全相关的 ECU,用于电子控制车辆的各项功能。而所有的 ECU 都离不开 DC - DC 转换器,其作用是将电池电压调整到各个设备所需的最佳水平,功率电感器则是决定这些转换器性能的核心元件。当直流电接通时,电流能够自由通过电感器;而在交流电接通时,电感器则呈现出电阻特性。在搭配执行高速开关的集成电路(IC)使用时,电感器能够助力 DC - DC 转换器将电压精准转换到所需数值。

汽车电气化趋势

以电动汽车(xEV)为代表,其动力系统由电池和电机组成,这不仅改变了汽车的动力来源,还促使汽车行业迎来了大规模的技术创新。ADAS 通过摄像头、传感器等设备收集周围环境信息,辅助驾驶员驾驶,推动了自动驾驶技术的发展。同时,随着汽车电子化程度的提高,车载电子控制单元(ECU)的数量也在不断增加。如今,一些新型汽车已配备了数百个 ECU,这些 ECU 用于控制发动机、电机、制动器、传感器等各个部件,实现车辆功能的电子化控制。

随着汽车电气化和自动驾驶技术的发展,对汽车电子元件的性能和可靠性提出了更高的要求。特别是在涉及自动驾驶和碰撞安全系统等关键功能时,电子元件的可靠性直接关系到乘员和周围环境的安全,因此必须具备更高的可靠性和性能。

此外,为了实现汽车电子设备的小型化和轻量化,DC-DC 转换器正朝着更高频开关的方向发展。这就要求功率电感器能够适应更高的工作频率,具备更小的直流电阻(DCR)、更小的交流电阻以及更好的饱和特性,以确保在变换电压时的高效性和稳定性。在扼流应用中,功率电感器则需要具备更高的感应系数和更低的直流电阻,以满足电路对电流控制的要求。

功率电感器在汽车中的具体应用场景

车载充电机(OBC)

车载充电机负责将交流充电桩输出的交流电转换为高压直流电,为高压动力电池充电。在 OBC 电路中,功率电感(如大电流电感、一体成型电感等)用于确保电源输出的稳定性;共模电感则主要用于抑制电网输入的电磁干扰(EMI)和高频噪声,保证充电过程的稳定和安全。

DC-DC 转换器

DC-DC 转换器将汽车电池的高压(如 400V/800V)转换为 12V/48V 低压,为汽车低压系统或车载电子设备供电。功率电感在 DC-DC 转换器中主要起到储能作用,因此需要选择具有大电流、低损耗、高转换效率等特性的电感器,以确保电压转换的高效性和稳定性。

BMS 电池管理系统

在电动汽车或混合动力汽车中,BMS 电池管理系统用于安全、有效地监控高压电池组,控制充电风险,延长电池使用寿命。大电流电感、一体成型电感、共模电感等在 BMS 系统中应用广泛,这些电感需具备高可靠性,以降低系统维护成本,保障电池管理系统的稳定运行。

电机驱动系统

电机驱动系统是新能源汽车的核心部分。电感在电机驱动系统中具有滤波、能量存储、抑制电磁干扰(EMI)以及优化开关器件性能等作用。例如,滤波电感用于平滑电流,抑制 IGBT/SiC 模块开关产生的高频噪声,提升控制精度,降低电磁干扰;在带有 DC-DC 升压转换器的电机驱动系统中,电感主要发挥储能作用,实现升压功能,此时需选择具备小尺寸、低损耗、耐高温、高饱和电流等特性的功率电感。

ADAS 与智能座舱系统

ADAS 和智能座舱系统包含众多汽车零部件,如摄像头 / 雷达供电、通信系统、抬头显示、车辆监控等。一体成型电感在这些系统中应用较多,能够高效、精确地为各种关键芯片提供稳定的电源,降低电源噪声和纹波,保证信号处理精度,从而确保 ADAS 和智能座舱系统的正常运行。

汽车车灯

汽车车灯的 LED 驱动电源电路中大量使用功率电感,其中以一体成型电感居多。由于车灯工作环境复杂,面临高温高频、大电流、机械振动及冲击等多种挑战,同时还需满足汽车电子小型化带来的小尺寸、抗电磁干扰与高密度贴装等需求,因此对功率电感的性能要求极为严苛。

华锐达电子电感器在汽车中的应用

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