電車停放易虧電?eFuse 來解決
電子發(fā)燒友網(wǎng)報道(文 / 梁浩斌)在傳統(tǒng)應(yīng)用里,保險絲是基于物理熔斷的電路保護器件。當(dāng)電路發(fā)生短路或過流情況時,保險絲材料(通常是鉛銻合金等低熔點金屬)就會熔斷,從而斷開電路,保障電路其他部件的安全。
而電子保險絲 eFuse,是通過 MOSFET、傳感器、邏輯控制電路等實現(xiàn)電流監(jiān)測和動態(tài)調(diào)節(jié)的。它利用 MOSFET 的快速關(guān)斷,能比傳統(tǒng)保險絲更迅速地切斷電流,還可以自恢復(fù),并且支持 OTA 升級軟件控制策略。
最近樂道在宣傳中稱,其旗下 L60 和 L90 車型全車 100% 應(yīng)用 eFuse,實現(xiàn)了同級最低靜態(tài)能耗。那么,eFuse 是怎樣降低車輛能耗的呢?
首先,eFuse 借助半導(dǎo)體器件進行精準且高頻次的電流監(jiān)測,對負載供電的分配能夠通過軟件動態(tài)調(diào)整。比如,車輛進入充電模式時,系統(tǒng)會自動切斷雷達等非關(guān)鍵設(shè)備的電源,以加快充電速度;在高速行駛時,優(yōu)先保障動力系統(tǒng)供電,暫時關(guān)閉座椅加熱等輔助功能。這種動態(tài)負載調(diào)度讓能源分配更加智能,避免了傳統(tǒng)系統(tǒng)的冗余功耗。
其次,eFuse 的導(dǎo)通電阻明顯低于傳統(tǒng)保險絲,可低至 20mΩ 以下,而且靜態(tài)電流極小。例如,類比半導(dǎo)體 EF1048Q 的靜態(tài)電流僅 25μA。此外,eFuse 在車輛下電后能完全切斷非必要常電負載,像車內(nèi)燈、娛樂系統(tǒng)等,而傳統(tǒng)保險絲無法做到這一點,可能會使蓄電池持續(xù)放電。比如,樂道 L60 通過 eFuse 與域控制器的結(jié)合,在休眠狀態(tài)下僅維持攝像頭、傳感器等必要設(shè)備運行,大幅降低了暗電流。
另外,eFuse 的快速響應(yīng)特性也帶來了一定的節(jié)能效果。傳統(tǒng)保險絲在短路或過流時需要 30ms - 100ms 才能熔斷,這可能導(dǎo)致蓄電池電壓驟降至 6V 以下,引發(fā)轉(zhuǎn)向助力或制動系統(tǒng)失效等安全風(fēng)險。而 eFuse 可在微秒級(甚至 2μs)內(nèi)切斷電路,避免了瞬時大電流對電池和用電設(shè)備的損害。
例如,Vishay 為 48V 系統(tǒng)設(shè)計的 eFuse 參考設(shè)計,在 100A 連續(xù)電流下功耗小于 14W,無需主動冷卻即可穩(wěn)定運行。這種快速響應(yīng)不僅保護了硬件,還減少了因故障導(dǎo)致的能源浪費。eFuse 的自恢復(fù)功能避免了傳統(tǒng)保險絲熔斷后的更換成本和停機時間。比如,東芝的 eFuse 在過流故障排除后可自動恢復(fù)供電,無需人工干預(yù)。這一特性尤其適用于頻繁啟停的電動汽車,減少了因維護導(dǎo)致的能源損耗。
除此之外,eFuse 還能降低線束的復(fù)雜性。例如,特斯拉 Model 3 通過 eFuse 實現(xiàn)了低壓配電盒的高度集成,線束長度減少約 15%,通過整車減重直接降低了能耗。華為、大眾等廠商的域控制器方案也通過 eFuse 實現(xiàn)了線束精簡,同時支持 OTA 遠程調(diào)整電流閾值,進一步優(yōu)化能效。而且,eFuse 的高精度電流監(jiān)測還能幫助車企更精準地設(shè)計線束規(guī)格,避免冗余布線帶來的能源損耗。
根據(jù)樂道的描述,eFuse 可對超過 140 多個場景按需開關(guān)和調(diào)度,實現(xiàn)精準能耗管理。在守衛(wèi)模式下,每天消耗不到 1 度電,比行業(yè)平均水平低 75%。待機超 1000 天,相當(dāng)于放置三年后,車輛依然可以成功啟動。在安全性方面,如遇線路短路,eFuse 5 微秒即可極速斷開,是傳統(tǒng)保險絲反應(yīng)速度的 10 萬倍,時刻保障全家人的行車安全。
目前,eFuse 已在不少新能源車型上逐漸大規(guī)模應(yīng)用。包括特斯拉、樂道、蔚來、小鵬、小米、理想、問界等多種主流新能源汽車品牌,在一些中高端車型上已經(jīng)廣泛使用 eFuse。對于用戶來說,eFuse 帶來的一個顯著優(yōu)勢是,守衛(wèi)模式(哨兵模式)下的能耗相比以往大幅降低,整車行駛能耗也因 eFuse 對整車進行動態(tài)負載調(diào)度而得到優(yōu)化。
隨著汽車電動化、智能化進程的加快,未來 eFuse 將會在汽車領(lǐng)域得到更廣泛的應(yīng)用。
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