小米的低压配电设计,一个小的Micro DCDC Flyback电路给冰箱、哨兵拉了条"专线"
小米澎程发布会上,雷总讲到整车智能化配置时,带了一句 Flyback 车载低压供电系统,它为哨兵模式和车载冰箱单独供电,降低离车开启状态下的能耗,哨兵模式10小时只掉不到5公里续航,9L冰箱24小时只耗0.72度电,比传统方案节能60%。
Flyback 翻译成中文就是反激电路,搞电力电子的人一听就熟,这是 20 年前就已经非常成熟的开关电源拓扑,手机充电器里几乎到处都是。
工作方式可以简单理解:开关管周期性地把能量「充」进变压器原边,开关管关断后,变压器再把能量「反激」到副边输出。
这种拓扑的优点是电路简单、元器件少、成本低,特别适合 10W 到 100W 级别的小功率电源。
发布会刚开完,网上就有人说小米又把行业通用名词包装成了自家技术。电路是老电路,它被放在了车上的哪个位置,才是这次的变量。
01 电路老不老不重要,车里的电被谁吃掉了才要紧要理解 Flyback 在澎程上的价值,得先看传统方案是怎么给车载冰箱和哨兵模式供电的。
智能电动汽车的低压用电设备,正常行车时靠车上的 DC-DC 变换器供电。高压电池 400V 或 800V 进来,转成 12V 低压,供给自动驾驶、座舱芯片、灯光、空调、音响这些负载。现在高端车的低压功率需求已经从几年前的 1.5kW 涨到了 3kW 甚至 4kW,DC-DC 的额定功率自然越做越大。
现在主流车载 DC-DC 大多采用 LLC 谐振拓扑。这种拓扑在中大功率段效率很高,满载做到 92% 到 93% 是常规水平。它的设计目标很清晰:在车辆行驶时稳定输出,带动全车的低压负载。
一旦停车、高压下电,整车的低压负载就靠小电瓶撑着。但小电瓶容量有限,长时间开哨兵模式或者车载冰箱,小电瓶很快撑不住。于是车辆会周期性唤醒主 DC-DC,让高压电池给小电瓶补电。
麻烦就在这一步。主 DC-DC 是为大功率工况设计的,额定功率动辄几百瓦到几千瓦,内部辅助电源、驱动电路、控制芯片自身就有固定的空载损耗。
哪怕只是带一个 60W 的车载冰箱,或者几十瓦的哨兵摄像头,整套系统也得先「开机」才能输出。就像晚上只想开一盏台灯,却必须把整栋楼的配电柜都启动,配电柜自己先吃掉不少电。
过去两三年,行业里各家车企对车载电源厂提的要求是:能不能把大功率 DC-DC 在 200W 以下轻载段的效率再优化一点?工程师能做的无非是跳频、变模态、软开关这些手段,但底子摆在那里。
大功率电源在轻载下效率天然受限,空载损耗 3W 到 8W 这个量级很难再往下降。
主功率要跑三四千瓦,满载效率要保证;中间段两三百瓦到一千瓦的效率也要做高;现在还要把 200 瓦以下的轻载效率也做高。三个频段都要高效率,成本、体积、控制复杂度都会往上走。
小米的思路是把这条路绕过去。你既然只是要给冰箱和哨兵这两个小功率负载供电,何必反复唤醒那台大功率 DC-DC?直接给它们配一个小功率、高效率的独立电源不就完了。
02小米做的 Flyback,是给冰箱和哨兵,单独拉了一条「专线」Flyback 方案改的是供电路径。整车休眠、高压下电之后,冰箱和哨兵模式不再去唤醒主 DC-DC,它们由一套小功率的独立高压转低压电路供电。
这套电路从高压电池直接取电,降压到 12V 低压母线,只服务这两个待机用电大户。功率等级本来就低,空载损耗和轻载效率都远好于那台 3kW 级别的大电源。
Flyback 拓扑在这个场景里刚好合适。它的功率范围覆盖了冰箱压缩机 60W 到 80W 的工况,也够哨兵模式几十瓦的静态需求。
电路简单,可靠性和成本都好控制。博主提到的两种形态,有源钳位 Flyback 和准谐振 Flyback,轻载效率都能做得比较高,静态功耗远低于大功率 LLC 电源。
效果很直观:◎ 哨兵模式连续开 10 小时,续航损耗不到 5 公里。◎ 10 罐可乐在 5 度冷藏状态下放 24 小时,整车耗电 0.72 度。◎ 相比非 Flyback 方案,离车用电能耗降低约 60%。
0.72 度是整套系统 24 小时的总耗电,含供电电源自身的损耗,不等于冰箱压缩机的制冷耗电。Flyback 省下来的也是供电环节的浪费,压缩机该用多少电还是多少。以前为了供它,大电源要先「吃」掉一部分,现在这部分被省了。
澎程的冰箱本身也做了优化。9L 独立压缩机冰箱,零下 6 度到 50 度宽温区,能直立放下 10 罐可乐。独立压缩机制冷效率远高于半导体冰箱,耗电能压这么低,这是原因之一。
另一半功劳在供电路径:冰箱和哨兵共用一条专线,不再去打扰那台大功率 DC-DC。这套系统由小米大家电冰箱团队主导研发,做家用冰箱节能控制的那批人把经验搬到了车上。
手机充电器里常见的 Flyback 拓扑、家电的节能控制思路、汽车的高压安全要求,三条线合在一起,才有了这套方案。这种解法在电源行业里不新鲜,新鲜的是有车企真愿意为一个 9L 冰箱单独做一套电源。
技术上,Flyback 谈不上突破,行业里做电源的工程师都能画出这个拓扑。产品上,小米把它对准了一个具体的使用场景,这一步做得清楚。
过去车载冰箱和哨兵模式为什么不敢常开?功能本身没问题,问题是用户心里有一本账。行业里不少车型开一晚上哨兵,续航掉 10 公里上下;冰箱常开,小电瓶也撑不住。功能慢慢成了「舍不得用的配置」。
小米把它们单独供电之后,这本账被重新算了一遍。哨兵一晚不到 5 公里,冰箱一天 0.72 度,对一台 70 多度电池的车来说,基本不用再纠结开不开。
这也是小米做增程车的思路。纯电车一切围绕续航和充电效率,增程车有油箱兜底,用户反而更在意停车之后的用电自由度。
冰箱能不能常开、哨兵能不能放心开、露营时能不能在车里过夜,这些细节构成了增程大 SUV 的真实体验差。Flyback 补上的就是其中一个长期没人管的细节。供应链这头也有影响。Flyback 控制器、功率器件、变压器都是消费电子领域的成熟物料,规模化程度很高。小米把手机和家电供应链里的经验复用到车上,成本控制能力会比传统汽车供应商更强。
其他车企想跟进,技术上没有壁垒,卡点在愿不愿意为这么小一个场景投一套独立硬件。别老想着把大功率电源的轻载效率做到极致。在合适的地方拉一条小功率专线,是更省事的解法。博主在音频里说得很直接:这不就对了吗?
Flyback 只解决停车低压待机这一个场景,行车时全车低压仍然由主 DC-DC 统一供电。
它也不降低冰箱压缩机的制冷能耗,降的是供电系统的额外损耗。车外 40 度暴晒、压缩机高频运转的时候,耗电该多还是多。
高压直接取电带来新的安全要求。Flyback 电路要满足汽车级绝缘、耐压、EMC 和长期可靠性标准,跟把手机充电器焊到车上完全两回事。
小米敢让大家电团队主导,说明整车电气架构上配套做了隔离和保护设计。官方那个「降低能耗 60%」,比的是 Flyback 方案与非 Flyback 方案在离车开启冰箱或哨兵模式这一特定工况下的能耗,不能读成整车能耗降了这么多。
反激电路在手机充电器里用了几十年,没有哪家车企把它专门搬进车里,给冰箱和哨兵做独立供电。小米做了,账也算得清楚:哨兵 10 小时不到 5 公里,冰箱 24 小时 0.72 度,离车用电能耗降 60%。
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