周末我其实做了不少事情,一方面进行一对一的交流;另一方面和朋友坐在一起聊了技术问题,回顾下一步OBC和DCDC的技术发展,在这个领域大家还是有共识的。

 

在面对下一步逆变器和三电域控制器,在电源分配的架构方面,到底怎么做,我想借着Power Integrations做的一个应急电源的方案具体展开下。

 

Part 1、Power Integrations所做的InnoSwitch™3-AQ

 

在这里面,PI公司所考虑的情况,主要是解决逆变器控制低压电源供给的情况,由于传统设计中是使用12V传统低压电源架构,低压输入路径必须提供冗余以满足ASIL要求。这个主要是基于合规方面考虑,在没有12V电源输入条件下,母线电容上的电没办法主动释放。

 

备注:这家公司设计所担心的问题,一般会通过一个额外的放电电阻来进行释放。

 

▲图1.逆变器的控制

 

所以从它的考虑来看,逆变器里面需要同时在12V低压和高压电源(支持400V 和800V系统)下工作,这样具备安全功能的部分就可以在没有电压下面进行工作,可以让单片机完成安全的释放。 

 

 

▲图2.替代的两种路径

 

▲图3.检测触发和动作

 

Power Integrations 的具体做法,是设计了一个通过AECQ汽车认证的 InnoSwitch™3-AQ 反激式开关,这个模块InnoSwitch3-AQ 将初级和次级控制器以及安全等级的反馈电路结合到单个 IC 中。

 

▲图4.PI的主芯片描述

▲图5.PI的PCBA设计原理图

 

▲图6.PI的PCBA设计实物图

 

我的理解,这种思路就是在高压部件上直接配置冗余的高压转低压电源,来给系统紧急供电。

 

Part 2 、12V供电架构的改变

 

从大的逻辑来看,后面整车的功能是分安全等级的,需要针对不同的安全需求来配置冗余。比如说,在给一些重要的单元——例如将来的核心执行器(刹车和转向),配置单独的12V电源系统,形成2个电池和2个DCDC转换器和配电线路的设计。

 

▲图7.这套电压配电的架构该如何动?

 

▲图8.面向未来的分解,双12V架构

 

当然这么折腾,可能并不一定合乎情理,从集中式的角度来看,直接分两种双DCDC单电池+双电池和单DC-DC不同的模式。

 

▲图9.如果再节约一下,要么双DCDC、要么双电池

 

当然我们再脑洞大一些,就是在高度集成化的基础上,直接再配置一套独立的计算电源路径,给计算平台高压的供电路径,把DCDC模块给做到类似PI所设想的那样,这可能是一条更为直接的办法。

 

我之前听到的,有一个很有趣的例子是用一大一小两块高压电池,彻底取代原有的12V电池实现在供电体系上面的永不断电的概念,其实就是准备有两路高压的配置输入,使得低压永远不缺,这样高压DCDC模块分布式来做,也是一条路。

 

小结:

 

我个人理解,所有的超算平台是就近配置高算力匹配的电源架构的,我想如果把高压直接给将来的超算平台做类似的DCDC(400/800 -48/12V)供电设计可能是更合理的。

 

12V给供,可能从整体来看并不合理,因为路径太长。