48V轻度混合系统的出现

轻度混合动力汽车(MHEV)与传统内燃机汽车有何差别？在关于动力传动系统电气化的第二篇博客中，我们从架构的角度深入探讨两者之间的一些关键差别。

内燃机(ICE)汽车的日子快要到头了。鉴于有相当数量的大城市甚至一些国家已经在讨论在未来15-20年内禁用所有柴油车和汽油车，您有这种想法也是情有可原。但将所有汽车都换成电动汽车真有那么容易？当然不是。如果每个人都驾驶一辆价格不菲的特斯拉，希望我们不会撞上行人或骑行者，因为电动汽车极其安静。

抛开玩笑不谈，诸多挑战阻碍了电动汽车(EV)的快速普及，从汽车成本、充电基础设施、发电需求、里程焦虑到消费者行为和态度，再到新技术以及法律和保险问题。这些问题可能需要十年或二十年时间才能完全解决，同时限制二氧化碳(CO2)排放的法规也迫使汽车制造商推出经济高效而又实用的其他解决方案。

在我的上一篇博客中，我曾经简单陈述过，轻度混合动力(MHEV)和全混合动力(HEV)汽车是向整车电气化迈进的铺路石。这主要是因为全电动汽车的电池成本很高，而且制造商还承受着时间压力。虽然电池价格在逐步降低（根据美国能源部统计，每年降低大约8%），大众市场电动汽车并不是二氧化碳排放监管机构寻求的短期解决方案，特别是在欧洲和中国。

MHEV与内燃机汽车的差别

轻度混合动力汽车(MHEV)与传统内燃机汽车有何差别？首先，图1突出显示了MHEV中的主要系统变化。传统汽车和轻度混合动力汽车之间最明显的差别是增加了48伏特电池。

图1: 48伏特架构

48伏特电池旨在提供高耗电量应用所需的更多电源，并且减小系统中的电流。这样可以使用较细的电缆，大幅减少当今高端汽车中超过4公里布线的铜用量，从而显著降低重量和成本。轻度混合动力系统的其他显著差别是使用全新的48伏特模块，例如电动起动发电机、电动增压器、直流/直流转换器。直流/直流转换器的作用只是转换48伏特电池电源，以支持汽车中的现有12伏特应用。

起动发电机和增压器

10 kW（或更高功率）起动发电机是非常重要的48伏特系统模块，提供多种功能。首先，它充当交流发电机（将机械能转换为电能），连接到引擎曲轴。其次，它为引擎增压，以提高汽车的加速性能，管理引擎负载，从而减少油耗。最后，当汽车处于巡航状态或减速/停止时，起动发电机能够将电能回收到电池。当前有几种不同的架构拓扑，每种拓扑都能在一定程度上减少二氧化碳排放。

另一个主要新增48伏特模块是电动增压器，外观看起来有点像蜗牛壳。它的主要目的是提高进入引擎气缸中的空气/燃油混合密度。因此，引擎可以输出更高动力，而不会增加气缸尺寸。凭借这种能力，增压器有助于提高轻度混合动力系统的燃油燃烧效率。

如何高效利用所有能源

当然，所有这些额外能源仍然需要高效利用，并非所有汽车系统都需要使用48伏特系统供电。从纯能源视角来看，高功率应用，例如起动发电机、增压器、直流/直流转换机、A/C压缩机，应该首先移植到48伏特电源网络。图2显示了Nexperia认为哪些应用有可能迁移到更高电压系统。  

图2: 从12伏特应用过渡到48伏特应用

当然，在电动汽车全面采用之前，汽车产业还会迎来一些激动人心的时刻，新的开发成果能够减少二氧化碳排放，也值得我们密切关注。我们需要更大的动力，同时迫切需要无排放汽车，这意味着汽车制造商必须加大技术创新的力度。

审核编辑：郭婷