輕度混合動(dòng)力汽車(MHEV)與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車有何差別？在關(guān)于動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)電氣化的第二篇博客中，我們從架構(gòu)的角度深入探討兩者之間的一些關(guān)鍵差別。

內(nèi)燃機(jī)(ICE)汽車的日子快要到頭了。鑒于有相當(dāng)數(shù)量的大城市甚至一些國(guó)家已經(jīng)在討論在未來(lái)15-20年內(nèi)禁用所有柴油車和汽油車，您有這種想法也是情有可原。但將所有汽車都換成電動(dòng)汽車真有那么容易？當(dāng)然不是。如果每個(gè)人都駕駛一輛價(jià)格不菲的特斯拉，希望我們不會(huì)撞上行人或騎行者，因?yàn)殡妱?dòng)汽車極其安靜。

拋開玩笑不談，諸多挑戰(zhàn)阻礙了電動(dòng)汽車(EV)的快速普及，從汽車成本、充電基礎(chǔ)設(shè)施、發(fā)電需求、里程焦慮到消費(fèi)者行為和態(tài)度，再到新技術(shù)以及法律和保險(xiǎn)問(wèn)題。這些問(wèn)題可能需要十年或二十年時(shí)間才能完全解決，同時(shí)限制二氧化碳(CO2)排放的法規(guī)也迫使汽車制造商推出經(jīng)濟(jì)高效而又實(shí)用的其他解決方案。

在我的上一篇博客中，我曾經(jīng)簡(jiǎn)單陳述過(guò)，輕度混合動(dòng)力(MHEV)和全混合動(dòng)力(HEV)汽車是向整車電氣化邁進(jìn)的鋪路石。這主要是因?yàn)槿妱?dòng)汽車的電池成本很高，而且制造商還承受著時(shí)間壓力。雖然電池價(jià)格在逐步降低（根據(jù)美國(guó)能源部統(tǒng)計(jì)，每年降低大約8%），大眾市場(chǎng)電動(dòng)汽車并不是二氧化碳排放監(jiān)管機(jī)構(gòu)尋求的短期解決方案，特別是在歐洲和中國(guó)。

MHEV與內(nèi)燃機(jī)汽車的差別

輕度混合動(dòng)力汽車(MHEV)與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車有何差別？首先，圖1突出顯示了MHEV中的主要系統(tǒng)變化。傳統(tǒng)汽車和輕度混合動(dòng)力汽車之間最明顯的差別是增加了48伏特電池。

圖1: 48伏特架構(gòu)

48伏特電池旨在提供高耗電量應(yīng)用所需的更多電源，并且減小系統(tǒng)中的電流。這樣可以使用較細(xì)的電纜，大幅減少當(dāng)今高端汽車中超過(guò)4公里布線的銅用量，從而顯著降低重量和成本。輕度混合動(dòng)力系統(tǒng)的其他顯著差別是使用全新的48伏特模塊，例如電動(dòng)起動(dòng)發(fā)電機(jī)、電動(dòng)增壓器、直流/直流轉(zhuǎn)換器。直流/直流轉(zhuǎn)換器的作用只是轉(zhuǎn)換48伏特電池電源，以支持汽車中的現(xiàn)有12伏特應(yīng)用。

起動(dòng)發(fā)電機(jī)和增壓器

10 kW（或更高功率）起動(dòng)發(fā)電機(jī)是非常重要的48伏特系統(tǒng)模塊，提供多種功能。首先，它充當(dāng)交流發(fā)電機(jī)（將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能），連接到引擎曲軸。其次，它為引擎增壓，以提高汽車的加速性能，管理引擎負(fù)載，從而減少油耗。最后，當(dāng)汽車處于巡航狀態(tài)或減速/停止時(shí)，起動(dòng)發(fā)電機(jī)能夠?qū)㈦娔芑厥盏诫姵?。?dāng)前有幾種不同的架構(gòu)拓?fù)?，每種拓?fù)涠寄茉谝欢ǔ潭壬蠝p少二氧化碳排放。

另一個(gè)主要新增48伏特模塊是電動(dòng)增壓器，外觀看起來(lái)有點(diǎn)像蝸牛殼。它的主要目的是提高進(jìn)入引擎氣缸中的空氣/燃油混合密度。因此，引擎可以輸出更高動(dòng)力，而不會(huì)增加氣缸尺寸。憑借這種能力，增壓器有助于提高輕度混合動(dòng)力系統(tǒng)的燃油燃燒效率。

如何高效利用所有能源

當(dāng)然，所有這些額外能源仍然需要高效利用，并非所有汽車系統(tǒng)都需要使用48伏特系統(tǒng)供電。從純能源視角來(lái)看，高功率應(yīng)用，例如起動(dòng)發(fā)電機(jī)、增壓器、直流/直流轉(zhuǎn)換機(jī)、A/C壓縮機(jī)，應(yīng)該首先移植到48伏特電源網(wǎng)絡(luò)。圖2顯示了Nexperia認(rèn)為哪些應(yīng)用有可能遷移到更高電壓系統(tǒng)。

圖2: 從12伏特應(yīng)用過(guò)渡到48伏特應(yīng)用

當(dāng)然，在電動(dòng)汽車全面采用之前，汽車產(chǎn)業(yè)還會(huì)迎來(lái)一些激動(dòng)人心的時(shí)刻，新的開發(fā)成果能夠減少二氧化碳排放，也值得我們密切關(guān)注。我們需要更大的動(dòng)力，同時(shí)迫切需要無(wú)排放汽車，這意味著汽車制造商必須加大技術(shù)創(chuàng)新的力度。

審核編輯：郭婷