48V MHEV肯定是一種過渡,市場能有多大?
誤區(qū)三:48V系統(tǒng)將使汽車更昂貴
盡管包括額外電池在內(nèi)的新部件成本有所增加,但其他方面仍有節(jié)省,包括:
減少近4公里電纜和相應(yīng)線束重量,因?yàn)?8V比12V使用的線規(guī)更小
48V電動(dòng)泵、風(fēng)扇、動(dòng)力轉(zhuǎn)向齒條和壓縮機(jī)的效率更高,可以降低成本
與PHEV和BEV相比,由于電池容量小,電池成本降低
在保持性能的同時(shí),使用更小、更低成本的四缸發(fā)動(dòng)機(jī)替代六缸發(fā)動(dòng)機(jī),縮小了尺寸
此外,還可以通過設(shè)計(jì)來管理MHEV成本——從成本最低的P0架構(gòu)(皮帶運(yùn)行)到緊密集成的P4架構(gòu)(電動(dòng)機(jī)直接向車軸施加扭矩)。
雖然規(guī)模經(jīng)濟(jì)可以進(jìn)一步抵消前期成本,但MHEV還可以通過提高燃油效率來降低使用成本,同時(shí)具有啟動(dòng)/停止期間更長的發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉時(shí)間、通過回?zé)峄蛟偕苿?dòng)捕獲能量以及ICE發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩輔助等功能。
誤區(qū)四:48V系統(tǒng)將取代12V系統(tǒng)
MHEV通過DC-DC轉(zhuǎn)換器將傳統(tǒng)12V電池連接到48V系統(tǒng)。在當(dāng)前設(shè)計(jì)中,48V系統(tǒng)可處理來自氣候控制和扭矩輔助的負(fù)載,并有助于減少啟動(dòng)時(shí)間,而12V系統(tǒng)則繼續(xù)控制發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱,處理主動(dòng)安全和信息娛樂功能,從而將重新設(shè)計(jì)和相關(guān)成本降到最低。最終,頭部主機(jī)廠將完全轉(zhuǎn)向48V系統(tǒng),但這可能需要10至15年的時(shí)間。
誤區(qū)五:現(xiàn)在就推全電動(dòng)汽車
事實(shí)上,世界現(xiàn)在需要的是減少二氧化碳排放量。2021年,歐盟將開始將二氧化碳排放量限制在95克/公里,并計(jì)劃到2030年將其限制在59克/公里或以上。中國、印度、加拿大和英國等國家也宣布在未來幾十年逐步淘汰ICE車輛的目標(biāo)。
盡管電動(dòng)汽車目前可賣給愿意和有能力更換的消費(fèi)者使用,但MHEV提供了一條增加交通電氣化的途徑。這是一條有助于解決成本、里程和環(huán)境問題的途徑,同時(shí)繼續(xù)利用現(xiàn)有的規(guī)模經(jīng)濟(jì)和客戶期望。
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怎樣設(shè)計(jì)48V MHEV電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)
Strategy Analytics的動(dòng)力總成、車身、底盤和安全服務(wù)主管Asif Anwar 說:“48V系統(tǒng)是一項(xiàng)變革性的技術(shù),可幫助主機(jī)廠達(dá)到減排指標(biāo),為高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)提供更大的功率,同時(shí)管理暖通空調(diào)系統(tǒng)等高耗電負(fù)載!币七M(jìn)MHEV進(jìn)程,需要將先進(jìn)性能與功能安全和AEC-Q100的0級(jí)標(biāo)準(zhǔn)相結(jié)合,才能提供系統(tǒng)級(jí)運(yùn)行優(yōu)勢,幫助主機(jī)廠實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。
為了符合法規(guī)要求,主機(jī)廠正在增加MHEV車型,并以更大量產(chǎn)規(guī)模來降低制造成本。TI電機(jī)驅(qū)動(dòng)器業(yè)務(wù)部門總經(jīng)理Kannan Soundarapandian說:“48V MHEV市場有很大增長空間,未來將占有很大市場份額!
他指出,為在MHEV電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)汽車電氣化,設(shè)計(jì)人員需要滿足電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的以下要求:
尺寸要小:因?yàn)殡娐钒蹇臻g有限,需要集成更多的器件,以滿足實(shí)現(xiàn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的需求
考慮功能安全性:能夠達(dá)到業(yè)內(nèi)最高等級(jí)ASIL-D的系統(tǒng)功能安全性要求,實(shí)現(xiàn)ISO26262所要求的設(shè)計(jì)
支持大功率應(yīng)用:能夠驅(qū)動(dòng)30kW左右功率的電機(jī),用大功率器件驅(qū)動(dòng)電機(jī),有效實(shí)現(xiàn)電氣化
耐受惡劣條件:能夠承受高溫或高壓條件,而不出現(xiàn)失效
不過,在尺寸方面,常見48V電動(dòng)發(fā)電機(jī)和電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向統(tǒng)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器集成度并不高,分立元件比較多,因此體積也比較大。
圖:48V電動(dòng)發(fā)電機(jī)和電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向統(tǒng)和電機(jī)驅(qū)動(dòng)器
與現(xiàn)有的三相48V BLDC電機(jī)驅(qū)動(dòng)器相比,TI剛剛推出的三相48V BLDC電機(jī)驅(qū)動(dòng)器DRV3255-Q1可在滿足主機(jī)廠對(duì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)多方面要求的同時(shí),利用集成將無源器件減少12-24個(gè),減少PCB空間多達(dá)30%,可實(shí)現(xiàn)尺寸更小的48V大功率電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)(如MHEV牽引逆變器和起動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)),降低物料清單成本。
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