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e-Fuse:下一代整车架构电路保护的核心

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发布:mengmianren 来源:
PostTime:13-4-2024 08:43
芝能智芯出品随着汽车技术的不断进步和智能化程度的提升,电子保险丝(e-Fuse)作为整车架构电路保护的关键部件,正逐渐取代传统的保险丝,成为汽车电气系统中的重要组成部分。e-Fuse相较于传统的保险丝具有诸多优势 ...

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随着汽车技术的不断进步和智能化程度的提升,电子保险丝(e-Fuse)作为整车架构电路保护的关键部件,正逐渐取代传统的保险丝,成为汽车电气系统中的重要组成部分。
e-Fuse相较于传统的保险丝具有诸多优势,如寿命长、反应速度快、自恢复、体积小、功能丰富、维修成本低等,使其在自动驾驶迭代、低压系统升级以及E/E架构提升等方面得到了广泛的应用。



Part 1

优势比较e-Fuse vs 传统保险丝



e-Fuse作为可编程、可升级、可诊断的电子保险丝,通过芯片与功率半导体开关替代了传统的继电器与保险丝。相比之下,它具有以下优势:
● 寿命长: 由于没有触点,e-Fuse的使用寿命较传统继电器更长。● 反应速度快: e-Fuse能够实现快速的短路保护,关断速度远远快于传统保险丝,有效控制瞬态跌落电压和大电流问题。



● 自恢复: 在短路事件结束后,e-Fuse能够自动恢复,而传统保险丝则需要手动更换。● 体积小: e-Fuse的体积相对较小,有助于整车布局的优化。● 功能丰富: e-Fuse具有可编程、可诊断的特性,能够满足不同的需求,并与车辆的智能化系统进行良好的兼容。● 维修成本低: 由于e-Fuse具有自恢复的特性,维修成本相对较低。

Part 2

技术原理及应用场景
e-Fuse的工作原理是利用功率半导体MOSFET(或者IGBT等)和一个检测电阻器,通过监控电压实现对电路的保护。它可以与16位MCU等芯片配合,实现编程控制、监控和诊断功能。在电路发生过载或短路时,e-Fuse能够快速切断电流路径,保护电路免受损坏。



e-Fuse的应用场景涵盖了整车电气系统的各个方面,特别是在自动驾驶、低压系统升级和E/E架构提升等领域,其作用尤为突出。
随着汽车行业的发展,对电气系统安全性的要求越来越高,而e-Fuse的优越性能使其成为满足这一需求的理想选择。 e-Fuse不仅可以适用于低电流工作设计,还可以在很低的个位数电压下正常工作,而传统热保险丝在低电流和低电压水平下往往无法应用,因为无法获得熔断所需的自热电流。



传统集中式配电架构需要将电能从电池分配到各个负载系统,而智能配电系统采用分布式架构,减少了线束回路长度。e-Fuse的电流监测关断特性能够降低线径裕量的要求,进一步节省了线束成本。



e-Fuse的制造有两种主要路线:分立式和集成方案。分立式方案由几个场效应晶体管、一个电阻器和一个电感器构成,而集成电路方案则将这些部分或全部功能集成在一个芯片中。
在未来的发展趋势中,集成电路方案将更加受到关注。随着智能汽车的普及,对e-Fuse的性能和可靠性要求将不断提高,集成电路方案能够更好地满足这些要求,并且有望成为未来汽车电气系统中的主流解决方案。
预计未来几年,e-Fuse市场规模将持续扩大。特斯拉等领先厂商已经开始采用e-Fuse技术,而国内车企也在积极跟进。据预测,中国e-Fuse市场规模将在未来几年达到数十亿元级别,而长期来看,市场规模将进一步扩大。
汽车电子集成厂商将成为主要力量。相较于传统的半导体厂商和保险丝厂商,汽车电子集成厂商更具备与主机厂共同开发整车架构的能力,有望在e-Fuse领域占据重要地位。

小结
e-Fuse作为下一代整车架构电路保护的关键部件,将在未来汽车行业中发挥越来越重要的作用。其优越的性能和广阔的应用前景将为整个行业带来新的发展机遇。

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