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(多图) 封装与电路集成化提升微混汽车的排放优势

MASASHI SEKINE?? JIFENG QIN?? 国际整流器公司?? 2012年09月28日 ?? 收藏0
要点

1.当汽车不运动时,关闭内燃机引擎,这是一种减少燃料使用和排放的有效方法。

2.起/停系统的实现可以采用双电池方式,或用一只电池和升压转换器,能量存储在一只电感中。

3.要考虑的问题包括:功耗、瞬变、数据与时钟的变形,以及对噪声的抑制能力。

4.有专门的电池功率开关,可在引擎起动时,将起动机和主电池与辅助电力系统断开。

汽车的起动/停止操作可在汽车临时停车时关闭引擎,从而减少怠速空转,这个简单的概念可以延伸为提高燃料经济性和减少排放。在2011年全球生产的大约8千万辆汽车中,ICE(内燃机)系统仍然是主流的汽车推进技术。不过,全球趋势是努力使平衡倒向替代品。一方面,汽油的价格一直居高不下;另一方面,全球的强制性政府排放标准正日益严格。

在欧洲,汽车二氧化碳排放是欧盟与汽车制造商之间的志愿协议,但一直在推动监管,因为总体性能已经运离了志愿目标。同时,欧6标准已排在今后几年的日程上,它要求大大减少氮氧化物的排放。这些进展加剧了汽车制造商面临的挑战,他们要努力去遵守这些新的标准。

显然,降低燃料消耗是满足新严格要求的一个关键。为此,在各种车型(微混合、轻度混合动力、全混合动力,以及插电式,还有全EV车)中,今后10年的HEV市场将出现爆炸。要满足2020年对二氧化碳排放的目标,采用HEV和EV方式是关键。

据研究公司Yole Développement的预测,这十年中,对HEV/EV的联合需求将有31%的复合年增长率,到2020将年增长到5千万台车,或当年汽车产量的大约一半(图1)。分析家预计,微混合型车将占其中的大多数。

封装与电路集成化提升微混汽车的排放优势

图1,预计从现在到2020年,HEV/EV需求的增长率将达年均31%的速率(Yole Développement提供,2011年8月)。

混合类型

微混合体系与全混合或插电混合体系之间的主要区别在于,微混合车没有用于驱动汽车的电力传动系统。微混合车的起/停系统会以关断和重启ICE的方法,减少引擎处于怠速的时间,例如当汽车等待红灯或堵车时。轻度混合除了起/停功能以外,还有一个可再生刹车系统。与传统汽车的油耗相比,从这些技术中获得的燃料经济性数值通常在5%~10%之间(表1)。

封装与电路集成化提升微混汽车的排放优势

现在有各种起/停系统。有一种是超级起动机,它使用一个坚固的直流起动机,并有电池管理系统。对最终用户来说,超级起动机以平均80美元的低价格,占有了约三分之二的起/停系统市场。采用这一技术的汽车商包括BMW。

另一种起/停系统是BAS(皮带传动交流起动机),它采用了一个DC-AC转换器,平均功率通常在1.5kW~3kW范围内。这类系统几乎没有声音,提供的引擎重起时间可低至400ms。BAS系统的最终用户价格估计为300美元,可用于很多中价位汽车。

最后,对于可影响普通起/停系统运行的极寒气候条件,可以采用一种双电池方案或DC-DC升压方案,以保持汽车的电压。

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微混汽车? 排放? 封装? 电路集成化?

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