隨著汽車行業全電動化的持續發展
，基於48V係統的輕度混合動力電動汽車 (MHEV) 架構的潛力正在汽車行業中得到充分的體現。在未來的五年裏，汽車行業預計在我們的道路上行駛的MHEV數量將以每年30%的速度增長
，許多領先的汽車製造商要麼已經在銷售MHEV


，要麼計劃在不久的將來推出MHEV。預計到2025年以後，MHEV將占到所有車輛的10%左右。

 

MHEV配置構成了整個電動汽車版圖的一部分，並填補了傳統的12v內燃機車 (ICE) 和純電動汽車 (BEV) 之間的差距。

這種低壓的MHEV係統有諸多的優勢：該係統是內燃機 (ICE) 的補充；額外的48 V總線支持發動機艙中的日益增長的各類電氣化的各種功能
，比如電動泵。而對於48 V母線，它被歸類於低壓係統
，其線束要求也因此降低。

 

考慮到所有這些因素
，人們對MHEV的興趣與日俱增
，不僅是因為它可幫助降低傳統ICE的汙染物排放
，更重要的是它能以合理的成本使汽車排放符合更嚴苛的法規。 僅此一點，就足以保證了MHEV技術的持續采用與更長期的向全電動轉變同步進行。

 

MHEV的另一個主要優勢是它不依賴外部電源
，它是一個完全封閉、自充電的係統，當ICE處於重負時可以提供額外的動力。這足以增加每升公裏數 (km / ltr) 
，從而減少溫室氣體排放。據估計，采用了MHEV係統的車輛同比可減少燃油排放多達10％。

 

實施輕度混合動力輔助

 

如上所述，MHEV使用一個電機來輔助ICE，而不是像全電動汽車那樣提供所有的動力。然而
，這並不意味著ICExuyaoyizhiyunxing
，zaizuijindelizizhong
，qujueyutuopujiegou，diandongmadakeyizaidisutiaojianxiadeyouxianshijianneitigongsuoxudesuoyouqudong。dangcheliangjiansuhuozhidongshi，dianjiqiehuangongzuomoshi (恢複) 到發電機模式為48 V電池充電。隨著基礎技術的改進
，使用的電機的輸出功率從15 kW增加到30 kW，輕度混合動力係統將能夠承擔更多的動力輸出。

 

當製造商將MHEV技術應用到現有的ICE動dong力li傳chuan動dong係xi統tong時shi
，有you多duo種zhong選xuan項xiang可ke供gong選xuan擇ze。大da多duo數shu製zhi造zao商shang似si乎hu青qing睞lai的de方fang法fa是shi，在zai變bian速su箱xiang的de發fa動dong機ji一yi側ce，用yong皮pi帶dai驅qu動dong將jiang電dian動dong機ji連lian接jie到dao曲qu軸zhou上shang。這zhe意yi味wei著zhe電dian動dong機ji的de轉zhuan速su與yu發fa動dong機ji的de曲qu軸zhou相xiang同tong，與yu傳chuan動dong軸zhou的de轉zhuan速su不bu同tong。這zhe也ye意yi味wei著zhe電dian機ji可ke以yi通tong過guo離li合he器qi與yu傳chuan動dong軸zhou耦ou合he
，就jiu像xiang內nei燃ran機ji (ICE) 和傳動軸通過離合器偶和一樣。

 

圖2：MHEV係統的主架構

 

這種架構被稱為皮帶傳動一體化起動/發電機 (BSG)，通常稱為P0，如圖2所示。這表明電機是通過皮帶連接到曲軸上的，在啟停係統中可以用來啟動發動機
，而不是像使用12v總zong線xian和he傳chuan統tong的de啟qi動dong電dian機ji的de係xi統tong一yi樣yang。這zhe樣yang做zuo的de好hao處chu是shi，由you於yu發fa動dong機ji重zhong啟qi的de速su度du更geng快kuai
，這zhe樣yang可ke以yi提ti供gong更geng高gao的de啟qi動dong扭niu矩ju並bing帶dai來lai更geng好hao的de用yong戶hu體ti驗yan。另ling外wai
，因yin為wei48 V電機同時用來給48 V電池充電
，所以它也是一個發電機。

 

在大多數係統中
，48 V總線是現有12 V係統的輔助
，這意味著車上仍然有12 V電池。然而，48 V係統通常可以通過DC-DC轉換器來補充12 V係統
，這個DC-DC是重要的新增補充係統

，這也需要考慮。

 

提供MHEV係統的構建塊

 

在MHEV中
，電氣係統采用兩個電壓母線。12 V母線繼續為低功率係統提供電力，而48 V母線則用於大功率電機，例如現在用於動力轉向、空調和自適應懸架，以及為連接到傳動係統的電機提供動力。雖然在汽車中使用48 V總線電壓並不是全新的技術，但其降低CO2的成本比純電動的方式更低，這成為了更新係統的動力 (動力來自於比純電動汽車更低成本的二氧化碳減排)。

 

如前所述
，MHEV所涉及的電氣係統通常包括一個DC-DC轉換器以連接兩個總線。 如果采用的電動機為交流感應電動機，則係統還將包括一個逆變器 (見圖3)。 由於MHEV不是插電式的係統
，因此不需要車載充電電路，但該領域已在發展，可能會看到基於48 V係統的全混合動力汽車。

 

圖3：一個帶DC-AC逆變器的48 V/12 V係統 (來源：Yole)

 

安森美半導體專注於汽車和電源解決方案
，能夠滿足所有48 V MHEV應用的需求。燃油效率的提高與係統設計的各個方麵有關
，包括電氣性能、DC-DC轉換中使用的元件的尺寸和重量。安森美半導體可以提供小封裝


，額定電壓在80 V以上的各類MOSFET，可以帶來一個更小體積的方案和更低的係統成本，並滿足汽車製造商所需要的高效的熱性能。

 

在這些應用中，電氣效率是一個關鍵的要求，它和開關晶體管guan的de導dao通tong電dian阻zu直zhi接jie相xiang關guan，而er導dao通tong電dian阻zu會hui影ying響xiang係xi統tong中zhong的de導dao通tong損sun耗hao。其qi他ta關guan鍵jian的de優you點dian包bao括kuo晶jing體ti管guan的de開kai關guan速su度du，這zhe也ye會hui影ying響xiang整zheng體ti的de功gong率lv損sun耗hao。安an森sen美mei半ban導dao體ti被bei公gong認ren為wei在zai這zhe方fang麵mian擁yong有you行xing業ye領ling先xian的de技ji術shu，並bing輔fu以yi其qi門men極ji驅qu動dong方fang案an。它ta們men一yi起qi創chuang造zao了le一yi個ge優you化hua的de電dian力li拓tuo撲pu結jie構gou。

 

這些優點在安森美半導體生產的汽車電源模塊(APM)中也得到了體現
，它具有全橋和半橋配置或集成了三相逆變電路。APM采用直接鍵合銅 (DBC) chendicailiaodeyazhumofengzhuang，qijuyoudirezuhegaokekaoxing，keyichengshouchelianghuanjingliguyoudezhendonghejixieyingli。youyuzhexiemokuaishiweiqicheyingyongershejide，tamenshideshixianMHEV係統變得更加簡單。

 

采用安森美半導體的APM的de另ling一yi個ge主zhu要yao好hao處chu是shi在zai很hen小xiao的de占zhan位wei麵mian積ji內nei提ti供gong高gao功gong率lv密mi度du，這zhe減jian少shao了le整zheng個ge係xi統tong的de總zong重zhong量liang，從cong而er進jin一yi步bu減jian輕qing了le發fa動dong機ji的de負fu擔dan，這zhe也ye有you助zhu於yu降jiang低di排pai放fang。

 

除功率晶體管和模塊以外，安森美半導體還能提供所需的輔助元件，如運算放大器、高速數字隔離器和eFuse
，以及車載網絡收發器。

 

總結

 

對於汽車製造商來說
，決定采用輕度混合動力技術應該比較簡單。根據拓撲結構的不同，它隻需要增加30%的成本，就能提供全混合動力係統的70%的好處。

 

此外，由於這些係統的設計目的是在ICE之zhi外wai運yun行xing，它ta們men沒mei有you由you電dian動dong汽qi車che引yin起qi的de消xiao費fei者zhe所suo擔dan憂you的de那na些xie問wen題ti，比bi如ru續xu航hang焦jiao慮lv。從cong消xiao費fei者zhe的de角jiao度du來lai看kan
，轉zhuan向xiang采cai用yong輕qing度du混hun合he動dong力li技ji術shu除chu了le低di排pai放fang和he明ming顯xian提ti高gao燃ran油you效xiao率lv的de好hao處chu外wai
，並bing沒mei有you明ming顯xian的de影ying響xiang。

 

隨著美洲、亞洲和歐洲越來越多的國家頒布了降低排放的規定，汽車製造商麵臨著降低排放和提高燃油能效的任務; 這些要求與MHEV技術完美的同步。對於許多製造商來說，48 V輕度混合動力係統是一個入門級的技術，我們期待著在短期內會有更多的廠商采用這項技術。

 

安森美半導體憑借其針對汽車優化
、廣泛的電源方案組合，其在滿足目前業界發展節能方案的需要上處於有利地位。業界對能效的關注延伸到MHEV技術，安森美半導體在為實現MHEV提供汽車行業需要的方案方麵已經有良好的記錄。