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6 Elektronik automot ive ElEktromobilität und Infotainmentsysteme mit Strom zu versorgen Ein Power Distribution Network PDN wandelt die Hochspannung in die benötigte Spannung für 48-Vund 12-V-Hilfsbatterien um die diese Subsysteme versorgen Der Übergang zu einer 48-V-Zonen-Architektur wird durch das Ohm‘sche Gesetz getrieben Leistung Strom x Spannung Eine 12-V-Quelle benötigt das Vierfache des Stroms im Vergleich zu einer 48-V-Quelle um dieselbe Leistung zu liefern Daher ist ein 12-V-Kabel in der Regel auch viermal so dick wie ein 48-V-Kabel Das Ende der 12-V-Architektur Seit den 1960er-Jahren ist das zentralisierte 12-V-Bordnetz die etablierte Stromversorgung in Kraftfahrzeugen Für diese Bordnetz-Architektur sind künftig in einem zentralen Gehäuse zahlreiche diskrete Komponenten in - tegriert wie beispielsweise sämtliche DC-DC-Wandler die die 12-V-Bordnetz-Spannung generieren Um die 12 Vzu den Verbrauchern zu übertragen sind dicke und schwere Kabel erforderlich Da rüber hinaus erzeugt dieses zentrale Stromversorgungssystem aufgrund der ineffizienten DC-DC-Wandlung erhebliche Abwärme Dies erfordert häufig eine intensive Flüssigkeitskühlung was wiederum das Gewicht weiter erhöht Bei der Transformation zum 48-V-Bordnetz können Leistungsmodule mit hoher Leistungsdichte an den Endpunkten verwendet werden um effizient auf 12 Vumzuwandeln Diese Vorgehensweise bietet dem OEM die Flexibilität die 12-V-Verbraucher im Laufe der Zeit schrittweise auf 48 Vumzustellen Auf diese Weise können die Vorteile der 48-V-Nutzung schnell realisiert werden ohne die Systemarchitektur wesentlich zu stören 48-V-Zonenarchitektur reduziert Wärmeverluste und Stromaufnahme Die reine 48-V-Zonenarchitektur bringt eine grundlegende Veränderung in der Automobilindustrie mit sich da die DC-DC-Wandlung nicht mehr in einer zentralen Box stattfindet sondern näher Veränderung zur 12-V-Architektur Gewichtsreduzierung in kg Kabelbaum Verwendung von 10-Gauge-Draht 48 V 2 5 kg Hilfsbatterie eliminiert 13 0 kg Kühlsystem 22 5 kg reduziert um 7 % 1 5 kg Gehäuse für die Stromversorgung 3 kg reduziert um 33 % 1 0 kg Gewichtsreduzierung insgesamt 18 0 kg Tabelle 1 Eine 48-V-Zonenarchitektur in Verbindung mit hochdichten Leistungsmodulen spart bei kompakten Elektro-SUVs rund 18 kg Gewicht Quelle Vicor Bild 2 In aktuellen Fahrzeugen kommen zwei verschiedene Power Distribution Networks PDN zum Einsatz das zentralisierte 12-V-Bordnetz links und das dezentralisierte 48-V-Bordnetz rechts Während das 12-V-Bordnetz auf dicken Kabeln basiert verwendet das 48-V-Bordnetz dünnere Kabel was zu einer erheblichen Gewichtsreduzierung geringerem Wärmeverlust und einem Viertel des Stromstärkebedarfs führt Bild Vicor