어떤 일이 계속될 수 없다면 계속되지 않을 것입니다. 12V 배터리를 통해 자동차의 막대한 전기 수요를 공급하는 것이 이러한 현실의 한 예입니다.
기존 내연 기관(ICE), 일종의 하이브리드 전기 자동차(HEV), 심지어 순수 전기 자동차(EV)를 기반으로 하는 오늘날의 자동차에는 전자 장치, 센서, 제어 장치, 안전 기능, 고급 운전자가 탑재되어 있습니다. - 보조 시스템(ADAS), 인포테인먼트 시스템, 수십 개의 소형 모터, 대형 트랙션 모터(EV/HEV용). 필요한 전기 에너지/전력을 제공, 관리 및 전달하는 것은 중요한 과제입니다. 동시에, 불가피한 열을 발산하는 것은 이러한 전력 상황의 불가피한 결과입니다.
더 많은 전력에 대한 수요가 계속 증가함에 따라 12V 납산 배터리만으로는 계속 사용할 수 없는 지점에 도달했습니다. 해당 배터리는 전력을 공급할 수 없으며, 가능하더라도 손실을 허용 가능한 수준으로 유지하는 데 필요한 두꺼운 케이블로 인해 비용, 무게, 부피, 라우팅 문제 및 조립 제약이 추가됩니다. 현대 자동차에서 수 마일에 달하는 케이블과 그 대형 커넥터(대부분이 12게이지 두께이고 유연하지 않음)를 본 적이 있다면 문제가 있다는 것을 알 수 있습니다.
변화가 왔고 앞으로 더 많은 변화가 있을 것입니다
물론 오늘날 자동차의 전력 수요는 100년 이상 전보다 몇 배 더 커졌습니다. 자동차에 얼마나 많은 전력이 필요합니까(견인 모터는 무시하고)? 한 가지 관점은 1970년대의 약간의 하락(아마도 아랍 석유 금수 조치와 가스 부족으로 인해?)을 제외하고는 냉혹하고 극적인 상승을 보여줍니다. 그림 1 이것을 보여줍니다.
배터리의 진화 과정을 간략히 살펴보는 것은 예시입니다. 최초의 자동차에는 배터리가 전혀 없었습니다! 자동차의 시동을 걸기 위해 운전자는 엔진을 수동으로 회전시켜 회전 운동을 시작했습니다. 점화 플러그의 전원은 엔진에 부착된 투박하지만 충분히 효과적인 발전기인 마그네토에서 나왔습니다. 실제로, 크랭크된 자동차는 일단 크랭크되고 뒤집어지면 점화 플러그를 위한 자체 에너지를 생성합니다.
1910~1920년에 전기 스타터가 도입되었을 때는 6V 배터리를 사용했습니다. 그 배터리는 1920년대 중반에 전력을 많이 소비하는 진공관 라디오를 추가하더라도 충분했습니다. 스타터와 라디오에 적당한 6V 배터리를 사용할 수 있는 능력의 핵심은 두 배터리를 동시에 사용하지 않고 배터리에서 스타터와 라디오까지 연결되는 전원 케이블이 짧고 직접적이어서 손실을 최소화한다는 것입니다.
1950년대 초에는 더 많은 조명, 에어컨, 파워 스티어링과 같은 전원 옵션이 추가되면서 자동차 전기 시스템의 추가 부하가 증가했습니다. 전기 수요를 최소화하기 위해 이러한 옵션 중 다수는 자동차 엔진에서 구동되는 벨트에 의해 기계적으로 구동되었으며, 전기는 제어에 사용되지만 원시 전력은 사용되지 않았습니다.
그럼에도 불구하고 부하는 6V 배터리가 지원할 수 있는 것 이상으로 증가했습니다. 업계에서는 더 많은 사용 가능한 에너지를 제공하고 손실을 줄이고 더 높은 전압을 전달하지만 더 낮은 암페어에서 더 얇은 케이블을 사용할 수 있도록 12V 배터리로 전환했습니다(그림 2).
12V 솔루션은 50년 이상 지속되었으며, 이는 인상적인 실적이며, 전력 분배 네트워크(PDN)의 상호 연결 다이어그램은 적어도 원칙적으로는 간단했습니다(그림 3).
그러나 현대적인 기능의 형태로 많은 추가 부하가 추가되었습니다. 동시에, 엔진 구동식 파워 스티어링과 같은 기존 기능은 더 나은 제어를 위해 전기 모터 지원으로 전환되었습니다. 그 결과 PDN이 더 복잡해졌습니다(24년대에 1990V 배터리 팩으로 업그레이드하려는 초기 움직임이 있었지만 결코 따라잡지 못했습니다. 이점은 12V 공급망, 제조, 및 전문 지식) (그림 4).
21일까지 플래시하세요st 혼합된 비유를 사용하자면 12V의 증기가 고갈되고 있습니다. 전자 기능에 12V를 사용할 때 IR 강하 및 전압 손실은 문제가 되지만 각 회로 기판에 적합한 로컬 조정기를 사용하면 어느 정도 수용할 수 있습니다. 나2그러나 R줄 발열 및 관련 전력 손실은 전력이 낭비되고 복구할 수 없는 반면 관련 열 방출로 인해 자동차의 열 부하가 가중되므로 해결 방법이 없는 문제입니다.
다음 섹션에서는 이 논의를 계속합니다.
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외부 참조
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Vicor Corp., “전기 자동차: 48V는 새로운 12V입니다”
Vicor Corp., “Tesla Cybertruck은 12V 전기 부품을 제거할 것입니다”
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