48V 系统：轻度混合动力车的效率和成本之间的良好交汇点

时间：2022-06-10 15:50:01

关键字：混合动力 48V 系统

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[导读]混合动力汽车分为强(重)混合动力汽车、中度混合动力汽车和弱(轻)混合动力汽车，而弱混合动力汽车(Mild Hybrid)，说的一般就是BSG(Belt-driven Starter Generator)混合动力汽车。 BSG简单说就是皮带传动的启动、发电一体化电机，可实现汽车的快速起停等功能。它对传统汽柴油发动机的工况进行优化，在怠速、启动等情况下提高燃油效率。

混合动力汽车分为强(重)混合动力汽车、中度混合动力汽车和弱(轻)混合动力汽车，而弱混合动力汽车(Mild Hybrid)，说的一般就是BSG(Belt-driven Starter Generator)混合动力汽车。

BSG简单说就是皮带传动的启动、发电一体化电机，可实现汽车的快速起停等功能。它对传统汽柴油发动机的工况进行优化，在怠速、启动等情况下提高燃油效率。

在引入启停机构之后，12V电压系统基本已经达到了功率输出极限，如果在12V电压下引入轻混系统，功率需求在10kW~15kW左右，这样的电压下电池的输出电流高达1000A，显然行不通。

2011年，Audi, BMW, Daimler, Porsche, Volkswagen联合推出48V系统，以满足日益增长的车载负载需求，更重要的是为了满足越来越严格的排放法规。

参与汽车市场的人不断听到有关 48V 系统的消息。为什么是48V?动力总成电气化正在采用 48V 系统，因为它们：

· 更便宜，因为它们不需要大电池。

· 不需要高水平的隔离和安全，因为电压低于 60V。

· 为大功率负载提供更高的效率(更少的接线损耗)、更低的重量(由于更少的铜)和更长的里程，因为可以减少线束。

· 也可以简单这样理解：60V是安全电压，也就是说只要低于60V的电压不需要采取额外的安全防护措施，48V电池的充电电压最高56V，已经很接近60V，即48V电池电压是安全电压下的最高电压等级了。

本次关于标准化 48V 系统的讨论主要围绕轻度混合动力汽车展开。首先，让我从定义一个混合开始。混合动力汽车在汽车中使用不同形式的能量来提供动力：它使用内燃机、电动机和电池。大多数情况下，您会看到汽油驱动的混合动力车在纯内燃机中浪费能源的情况下，可以重复利用能源为电池充电。轻度混合动力车只是在需要额外增加能量的情况下使用电力和发动机推进的混合动力车。

因此，关键问题是专注于 48V 系统的轻度混合动力的行业趋势。首先，各大洲都大力推动更严格的二氧化碳 (CO 2 ) 排放标准;一项要求是降低排放标准。转向纯电动汽车 (EV) 需要更大的电池，而成本仍然高得令人望而却步。另一方面，48V 电池组是一种成本低得多的解决方案，它也可以与传统的内燃机配合使用。

在加速、驱动大功率负载以及从电动机回收回电池等情况下，可以增加电池的大量发电量，所有这些都会降低 CO 2排放量。一些以前是皮带驱动系统的大功率负载——动力转向泵、防抱死制动系统、空调压缩机、水泵等——现在可以由辅助逆变器(电力)以非常高的速度驱动效率，因此可以在降低 CO 2排放方面发挥重要作用。底线：有了这些功能，使用轻度混合动力车实现 CO 2排放目标的目标更接近清洁能源。

鉴于这些优势，很明显该行业正朝着制定 48V 系统标准的方向迈进。这样的标准将进一步触发快速增长的轻度混合动力空间的数量，结合 48V 系统的高效率和相对于世界各地的纯电动汽车更低的成本(以及规模经济)。

德州仪器在开发 48V 系统解决方案方面发挥着至关重要的作用。其中之一是用于辅助逆变器系统的紧凑、快速和高度集成的 120V 高压栅极驱动器，由于开关节点引脚的负电压能力和更低的材料清单 (BOM)，可实现高系统级效率、稳健处理成本。