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48V MHEV輕度混動技術Mild-Hybrid淺析

2018-12-29 21:26:02·  來源：Vehicle  
　
48V MHEV 是Mild-Hybrid 就是輕度混動技術 俗稱弱混，也是當前汽車行業(yè)電氣化中非常流行趨勢。按照大陸的IHS數(shù)據(jù)顯示到2030年產(chǎn)量將達到22%。本文將通過為什么引入48V混動，為什么又是48V，他的基本結構是包含哪些？消費者對它的直觀感知有哪些幾方面進行解析和探討。
汽車混動名稱基本采用如下規(guī)則，所以48V的汽車混動類型為弱混。
車載電池電壓12V-14V等于以及大于48V200-800V類別Conv.傳統(tǒng)燃油車Micro微混Mild弱混Full強混PHEV插電混動EV 純電
為什么引入48V混動呢？
在當前環(huán)保趨勢下，全球各主要汽車市場都制定了嚴格的排放標準，所以汽車廠商都得挖空心思去滿足排放要求，那么對于主機廠來講都很明白純電汽車就能解決這個狀況，但是公司存在的目的是盈利，所以48V的出現(xiàn)能夠在盡少成本升高的情況下去滿足一定的排放要求。另外48V 未來可以帶動其他附件電壓升級從而實現(xiàn)更高的排放目標。
成本時間重量-有人計算過48V架構是PHEV架構成本的30%，卻能帶來PHEV 70%的優(yōu)點，同時他結構更改研發(fā)成本很少，對于在傳統(tǒng)平臺上的更改更少，零件布置機會更多。對于OEM來講時間，成本，重量是非常重要的，48伏的出現(xiàn)正好滿足了需求。
節(jié)能排放-升高電壓能夠能夠帶動大功率電機可以為汽車助力,在配備電動渦輪條件下也能夠提升各種工況下發(fā)動機燃燒充分，同時降低電器內(nèi)阻消耗，所以未來汽車內(nèi)大功率用電設備都有可能升級48V(當前傳統(tǒng)為12V,需要達到相同的功率，大電流會產(chǎn)生更多的損耗).
為什么會是48V呢?
48V是個很奇怪的數(shù)字，為什么不是58呢？首先48V是由汽車工業(yè)強國德國發(fā)起，他們制定了清晰的思路和標準從而推動48V的量產(chǎn)（所以任何產(chǎn)業(yè)要強大必須有強大的標準以及相關自律協(xié)會）。
在這個LV 148規(guī)范里面詳細規(guī)定了汽車行業(yè)安全工作電壓36V 到 52V，也有大量的規(guī)范和實驗要求基于48V。所以順理成章行業(yè)就采用了48V作為了當前主流的Mild Hybrid。
48V混動基本結構
48V混動結構主要由一個采用皮帶與發(fā)動機連接既能充當起動機又能充當發(fā)電機，必要的時候又能夠對發(fā)動機助力的電機，和能夠儲存和釋放48V電壓的48電瓶等組成。由以上兩部分為主要部分但是當前汽車很多模塊依然是12V電壓例如所有的ECU和大燈等等。所以必須要有DC-DC 從48V轉換到12V。我們根據(jù)下圖分解48V主要的構成。
動力相關模塊：
 8. BSG Belt starter generator皮帶啟動和發(fā)電機，他的作用就是充當啟動機，也充當助力發(fā)動機，同時還能反向轉動發(fā)電
 9.e-Supercharger，當前電動渦輪應該采用在豪華車上，主要原因這個零部件價格不菲。
48V零部件：
  1. AC-DC Inverter 將BSG 在制動能量回收的時候產(chǎn)生的交流電轉換成48V 的直流,同時在助力的時候將48V的DC轉換成AC去驅動電機。
  2. 48 battery
  3. BMS 由于48V電池相對容量大，所以必須要采用bms去控制，從而確保電池的高效和不容易損壞。
  4. Power ditribution boxes，48V會更隨越來越多的附件升級，所以必須有電力分配盒，從而確保各個用電單元的使用。
  5. DC/DC converter，由于發(fā)電機的電直接轉換成48V存儲，所以必須有一個48V DC 轉換成12V DC的轉換器，去對12V的電瓶進行充電，從而確保傳統(tǒng)12V用電設備的正常運轉。
當然以上部件不代表全部，另外有一個非常核心的東西為Hybrid controller 混動控制器，他需要標定和控制混動的工作邏輯。
另外之前講的48V混動能夠帶來汽車電器的48V升級所以以后會有越來越多的車輛大功率高響應的設備需要升級到48V例如下圖：
客戶的直觀感覺
主機廠在應用和研發(fā)新科技的同時，不但要考慮市場法規(guī)，同時購買客戶的需求也非常重要，所以48V到底對客戶直觀感覺產(chǎn)生哪些影響和好的點呢？
省油-不得不說48V的研發(fā)源頭確實是為了排放，所以48V汽車在NEDC,WLP都會有很好的表現(xiàn)，但現(xiàn)實當中很多實驗也表明確實能夠節(jié)油
舒適-當更多的車載電器加載到48V意味著，這些電器的功率能夠增大，例如座椅加熱，空調都能夠迅速達到你想要的溫度。
給力-由于電機的加持，在起步和需要動力的時候電機能夠補充扭矩，這對于你需要的動力有一個良好的補充，當然不要期望太高，畢竟電機小，電池也小。
當然對于客戶也有一定的風險，車輛多重動力系統(tǒng)的應用必然增加控制的復雜性，所以失效模式增加了風險。皮帶輪的NVH的表現(xiàn)和耐久失效風險。
圖片來自于大陸，博世，AVL,FEV等
 
 
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