48V直流已成新能源汽车电机设计的主流
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混合动力汽车(HEV)和全电动汽车(EV)预计未来几年快速增长,新能源汽车的设计制造非常引人注目。汽车行业中出现了一种不太明显但重要的趋势:在电动汽车和混合动力汽车市场份额不断增长的情况下,动力总成中增加了48V直流(DC)总线,48V不仅适用于电动汽车和混合动力汽车,也适用用于普通的内燃机汽车。
在大多数仅12V的车辆中,电池为启动器供电,而交流发电机充当其充电器。在12V / 48V设计中,电池可提供高达10kW的功率,由集成的起动发电机(ISG)或皮带起动发电机代替启动发电机和单独的交流发电机,48V锂离子(Li-ion)代替电池和双向DC / DC转换器。与内燃机并行工作来组成所谓的轻度混合动力,它可以提供完全混合动力的三分之二的好处,成本却只有三分之一,而经济却可以将其提高15%至20%。 48V系统的独特之处是什么? 通常在功率情况下,答案会返回欧姆定律和与电压降(V = IR),功率(P = IV)和功率损耗(P = I2R)有关的基本物理学。传递功率需要电流和电压的乘积,电压降(损耗)会随电流线性增加,而损耗的平方也会增加。简而言之:在给定电压下提供更多功率会消耗更多电流,而更多电流会导致更高的电压降和无法恢复的功率损耗。 采用12V电池和汽车部件已有100多年历史的标准,对于汽车而言,考虑到尺寸,能量容量(安培/小时),成本,寿命,安全性以及其他因素,仍旧采用可充电铅酸电池提供的12.6V(标称)电压是一个很好的折中方案,在可预见的将来,12V可能会与较新的48V系统共存。 48V系统的优势 经过大量分析,业界决定使用48V作为“其他”更高电压,与传统的12V电池的铅酸化学物质不同,48V电池基于锂,可实现更高的重量和体积能量密度。12V / 48V轻度混合动力在某些方面与其他方案相比,它提供了许多直接的优势以及有利的成本,收益和回报率。
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