MHEV馬達驅動系統邁向48V

作者 : Anthea Chuang,EE Times Taiwan

由於純電動車的研發必須將既有的車輛設計架構全部翻新、供應鏈也得大改,技術上門檻也較高,因此輕度混合動力車,成為車廠在全面停止內燃機車輛研發、銷售前的重點項目…

近幾年汽車產業最重要的發展重點之一就是電氣化。隨著各國二氧化碳排放標準陸續公佈,汽車製造商必須盡快打造能夠減少二氧化碳排放標準的車款,由於純電動車(BEV)的研發必須將既有的車輛設計架構全部翻新、供應鏈也得大改,技術上門檻也較高,因此輕度混合動力車(MHEV),成為車廠在全面停止內燃機(ICE)車輛研發、銷售前的重點項目。而輕度混合動力車也因仍使用燃油,消費者對其產生的「續航焦慮」自然較純電動車來得低,但輕度混合動力車該如何達到各國二氧化碳減排標準?答案是,48V馬達驅動系統。

德州儀器(TI)馬達驅動系統副總裁暨總經理Kannan Soundarapandian表示,汽車製造商面臨各國政府針對減少二氧化碳排放法規壓力,但純電動車的設計研發卻是完全有別於過往的內燃機車輛,新技術也造成了新的設計門檻。因此車廠以輕度混合動力車作為純電動車的技術基礎,並藉此逐步讓消費者從內燃機車輛到完全「接受」純電動車。

車輛電氣化是汽車產業必須且勢必得進行的工作,巴黎協定(COP21)的目標是,相較於1990年,2030年溫室氣體排放量將減少40%,因此輕度混合動力車自然也得減少二氧化碳排放量,以茲證明輕混合動力車能夠和純電動車一樣,在減少二氧化碳排放量方面亦具備一定程度的貢獻,並向大眾說明汽車的電氣化是對的方向。Soundarapandian指出,48V馬達驅動系統將有助輕度混合動力車較內燃機車輛,減少13~25%的二氧化碳排放,因此目前48V系統在輕度混合動力車上的牽引逆變器和起動發電機開始展現其優勢,未來無論何種「型態」的電動車輔助系統也將陸續導入48V系統,例如電動轉向系統,可望從現有的12V轉為48V。

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不僅如此,採用48V系統的輕度混合動力車可讓汽車製造商僅須小部分改動現有的供應鏈,即可馬上享有環保效果,無須如純電動車一般得全面拋棄現有的供應鏈,增加許多成本。因此48V輕度混合動力車對製造商與消費者而言,具備了種種優勢,根據市調單位的預估,未來48V輕度混合動力車滲透率將可達20~30%,因此,也可預見48V系統將越來越多地被採用到各類電動車中。

輕度混合動力車馬達驅動系統的需求包括小尺寸、更高的系統安全、極高的功率,以及可在嚴苛環境下運作。為滿足製造商符合需求的產品,德州儀器推出新的整合式第0級無刷直流(BLDC)馬達驅動器,Soundarapandian說明,新產品適用48V高功率馬達控制系統,可幫助設計人員將馬達系統大小縮減30%,同時提供30kW馬達功率,讓48V馬達驅動系統可實現高功率。此外,在安全性方面,新元件依照經過TÜV SÜD認證的德州儀器功能安全開發程序進行設計,可協助實現汽車安全完整性等級(ASIL) D。

雖然目前已上路的純電動車比例仍少,輕度混合動力車似乎在48V馬達驅動系統加持下,可能有更好的發展前景,但Soundarapandian認為汽車製造商並不會因為這樣放慢純電動車相關技術的研發。他強調,現今傳統內燃機車輛製造商已經將其大多數研發資源投注在電動車上,未來內燃機車輛相關的研發只會越來越少,甚至完全停滯;而看好48V系統所帶來的優勢,相信48V系統相關應用會越來越多,不僅限於輕度混合動力車,其他電動車輔助系統也會開始轉用48V系統。

 

 

 

 

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