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ICE需(xu)要(yao)一(yi)直(zhi)運(yun)行(xing)，在(zai)最(zui)近(jin)的(de)例(li)子(zi)中(zhong)，取(qu)決(jue)於(yu)拓(tuo)撲(pu)結(jie)構(gou)，電(dian)動(dong)馬(ma)達(da)可(ke)以(yi)在(zai)低(di)速(su)條(tiao)件(jian)下(xia)的(de)有(you)限(xian)時(shi)間(jian)內(nei)提(ti)供(gong)所(suo)需(xu)的(de)所(suo)有(you)驅(qu)動(dong)。當(dang)車(che)輛(liang)減(jian)速(su)或(huo)製(zhi)動(dong)時(shi)，電(dian)機(ji)切(qie)換(huan)工(gong)作(zuo)模(mo)式(shi) (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ICEdonglichuandongxitongshi，youduozhongxuanxiangkegongxuanze。daduoshuzhizaoshangsihuqinglaidefangfashi，zaibiansuxiangdefadongjiyice，yongpidaiqudongjiangdiandongjilianjiedaoquzhoushang。zheyiweizhediandongjidezhuansuyufadongjidequzhouxiangtong，yuchuandongzhoudezhuansubutong。zheyeyiweizhedianjikeyitongguoliheqiyuchuandongzhououhe

，jiuxiangneiranji (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12vzongxianhechuantongdeqidongdianjidexitongyiyang。zheyangzuodehaochushi，youyufadongjizhongqidesudugengkuai，zheyangkeyitigonggenggaodeqidongniujubingdailaigenghaodeyonghutiyan。lingwai，yinwei48 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) 襯(chen)底(di)材(cai)料(liao)的(de)壓(ya)鑄(zhu)模(mo)封(feng)裝(zhuang)，其(qi)具(ju)有(you)低(di)熱(re)阻(zu)和(he)高(gao)可(ke)靠(kao)性(xing)，可(ke)以(yi)承(cheng)受(shou)車(che)輛(liang)環(huan)境(jing)裏(li)固(gu)有(you)的(de)振(zhen)動(dong)和(he)機(ji)械(xie)應(ying)力(li)。由(you)於(yu)這(zhe)些(xie)模(mo)塊(kuai)是(shi)為(wei)汽(qi)車(che)應(ying)用(yong)而(er)設(she)計(ji)的(de)，它(ta)們(men)使(shi)得(de)實(shi)現(xian)MHEV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。