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面向新興微混合動(dòng)力應用的先進(jìn)電力電子解決方案
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時(shí)間：2016-12-16
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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在2011年全球生產(chǎn)的近8,000萬(wàn)輛汽車(chē)中，內燃機(ICE)系統仍然是車(chē)輛推進(jìn)領(lǐng)域的主導技術(shù)。然而，改變即將發(fā)生——實(shí)際上已經(jīng)發(fā)生。一方面，飛速上漲的油價(jià)加重了每一個(gè)駕駛員的負擔。另一方面，如今各國的排放法規都變得越來(lái)越嚴格。在歐洲，汽車(chē)的CO2排放量要符合EU和汽車(chē)制造商達成的自愿協(xié)議的要求，但是由于整體效果離自愿目標還遠著(zhù)呢，所以已經(jīng)推出了相關(guān)法規。同時(shí)，歐6標準將逐漸生效，要求大幅降低氮氧化物的排放。所有這些因素都讓汽車(chē)行業(yè)面臨更大的挑戰，但是汽車(chē)制造商的底線(xiàn)仍然是滿(mǎn)足標準。
很明顯，降低燃料消耗是滿(mǎn)足嚴格要求的關(guān)鍵，并且今后10年內各種配置的油電混合動(dòng)力汽車(chē)(HEV)市場(chǎng)都將蓬勃發(fā)展：微混合、輕度混合、全混合和插電式混合，更不用說(shuō)新型電動(dòng)汽車(chē)(EV)了。預計到2020年一定要HEV/EV才能滿(mǎn)足CO2排放目標。從2009年到2020年，EV/HEV年需求量預測(單位：百萬(wàn)輛)如圖1所示?？偟膩?lái)說(shuō)，HEV/EV生產(chǎn)具有+31%的CAGR，2020年HEV/EV產(chǎn)量將達到5,000萬(wàn)輛，占汽車(chē)總產(chǎn)量的50%左右，并且大部分汽車(chē)采用微混合動(dòng)力系統。
圖1：EV/HEV年需求量預測。
微混合動(dòng)力系統和全/插電式混合動(dòng)力系統的主要區別在于它是否利用電動(dòng)動(dòng)力系統來(lái)驅動(dòng)汽車(chē)。微混合動(dòng)力系統，亦即起止系統，先關(guān)閉，然后重新啟動(dòng)內燃機，用以降低引擎空轉(例如等待交通信號燈或堵車(chē)時(shí)頻繁停車(chē))時(shí)間。輕度混合動(dòng)力系統除了具有起止特性以外，還具有再生制動(dòng)系統。借助于這些技術(shù)，混合動(dòng)力汽車(chē)的燃油經(jīng)濟性通常比傳統汽車(chē)高5%~10%。
表1：HEV類(lèi)型(按功能分)。
市面上有很多種起止系統。第一種叫做超級起動(dòng)器，超級起動(dòng)系統一般包含穩定的DC起動(dòng)器和1個(gè)電池管理系統。據估計，由于成本低，它代表著(zhù)2/3的起止系統市場(chǎng)。其平均成本為80美元，包括寶馬在內的很多汽車(chē)制造商都采用這項技術(shù)。第二種起止系統是皮帶驅動(dòng)交流發(fā)電機起動(dòng)器(BAS)，BAS系統包含平均功率為1.5kW~3kW(典型值)的DC/AC逆變器，該系統噪聲更低。其終端用戶(hù)價(jià)格估計為300美元，重啟時(shí)間僅400ms，適于中檔汽車(chē)。最后，在傳統起止系統無(wú)法正常運行的寒冷條件下，雙電池解決方案或DC/DC升壓解決方案可用于保持總線(xiàn)電壓，詳情見(jiàn)下一節。
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