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碳排放“緊箍咒”迫使車企緊急上馬,48V系統電感器設計存挑戰

時間:2018-12-07

來源:網絡轉載

導語:以電動車為代表的新能源汽車被視為汽車制造商減少環境污染的方式之一。而實際上大部分汽車制造商預測,到2025年電動汽車的銷售額只會占所有汽車總銷售額的25%,

以電動車為代表的新能源汽車被視為汽車制造商減少環境污染的方式之一。而實際上大部分汽車制造商預測,到2025年電動汽車的銷售額只會占所有汽車總銷售額的25%,意味著75%汽車仍是普通的內燃汽車,不可否認,內燃汽車在未來相當長的一段時間內還會長期占據歷史舞臺。

新能源,新能源汽車

雖然相比廣義混合動力技術,48V混合動力在很多國家和地區無法享受福利性政策和補貼。比如在中國汽車市場中,由于48V混合動力系統無法進入新能源目錄,所以無法享受新能源汽車牌照等優惠措施;且48V子系統確實會增加汽車成本。

但對不少車企來說,48V系統可以緩解日益嚴苛的排放政策要求以及日系混動車帶來的強大壓力。在美國、歐洲、中國和韓國,汽車制造商需要在未來十年使其汽車CO2排放減少22-36%,以符合現行法規。

48V電氣系統在當下可以看做是一個可行的出路。汽車制造商認可它是實現更低CO2排放、提升燃油經濟性和增強汽車駕駛性能的一條途徑。CO2排放和燃油經濟性監管要求正在推動48V輕混系統的采用。

從全球汽車廠商的動態來看,顯然,48V的推廣現已在全球展開。

歐洲OEM廠商,如奧迪在其SQ7TDI型號的車上裝備了48V系統,該系統為電動壓縮機和機電式主動側傾穩定系統供電。

奔馳也已經進入到國內搭載48V系統的奔馳車型。外媒表示,未來奔馳C級還將用1.5T四缸發動機加上48V系統的動力組合來取代現款上的2.0T發動機。不久前巴黎車展上奔馳亮相的GLE等新車上,搭載的48V混動系統也是其不小的亮點,由此可看出48V系統對于奔馳來說已經上升到了戰略層面。

意大利-美國OEM廠商菲亞特克萊斯勒也有類似計劃;韓國OEM廠商現代和雙龍也已展示了48V輕混系統。

吉利和一汽集團在內的眾多中國OEM廠商也宣布,將在未來幾年推出48V輕混汽車。

從整個業界的趨勢來看,48V已經成為了所有車企都爭相發展的新的技術方向。業內人士表示,采用48V并不是新時代的黑科技,但它確是內燃車過渡到新能源汽車的平衡點。

48V系統通常由幾個核心部件組成,包括48V電池、48V啟動器/發電機和12-48VDC/DC轉換器。

48V子系統除了這三個共有部件外還可添加其他部件,如電動壓縮機、電機式側傾穩定、電動擋風玻璃清潔和各種電動機,以支持水泵和冷卻風扇等功能。

48V系統的采用,也對被動元件的技術指標產生了影響。

被動元件是汽車電子的重要組件,據臺灣車輛研究測試中心預計,由于平均每輛汽車中各類被動元件的用量總和超過5000個。

新能源,新能源汽車

以電感器為例,電感器在汽車電子中的應用范圍非常廣泛,主要用于汽車導航、定位,輔助駕駛、汽車音響等信息娛樂設備用的電視、錄音機收信等,是作為一切集成電路的基礎,可以說幾乎應用與每一個汽車電子部件中。

48V電機低壓大電流特征,還會使得電機電感減小。這是因為反電動勢下降了,電機匝數減小了。低電感使得對PWM諧波電流的抑制作用大幅削弱,從而電流波形的毛刺就會增加。這些毛刺是有害的,會產生高頻諧波損耗,鐵芯、磁鋼、繞組的損耗都會增加。另一方面還會帶來電機尖銳電磁聲。因此48V電機需要控制器采用更多的諧波抑制策略。

此外,在所有48V系統中,還必須設計保護電路。常見的保護功能,如欠壓鎖定(UVLO)和過壓保護(OVP),確保電池不會充電過猛或過度充電,而峰值電感器電流限制有助于防止每個電源相承受過大應力,并使電感器飽和。

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