基于新興微混合動力應(yīng)用的先進電力電子解決方案

　　在2011年全球生產(chǎn)的近8,000萬輛汽車中，內(nèi)燃機（ICE）系統(tǒng)仍然是車輛推進領(lǐng)域的主導(dǎo)技術(shù)。然而，改變即將發(fā)生--實際上已經(jīng)發(fā)生。一方面，飛速上漲的油價加重了每一個駕駛員的負擔。另一方面，如今各國的排放法規(guī)都變得越來越嚴格。在歐洲，汽車的CO2排放量要符合EU和汽車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呢，所以已經(jīng)推出了相關(guān)法規(guī)。同時，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行業(yè)面臨更大的挑戰(zhàn)，但是汽車制造商的底線仍然是滿足標準。

　　很明顯，降低燃料消耗是滿足嚴格要求的關(guān)鍵，并且今后10年內(nèi)各種配置的油電混合動力汽車（HEV）市場都將蓬勃發(fā)展：微混合、輕度混合、全混合和插電式混合，更不用說新型電動汽車（EV）了。預(yù)計到2020年一定要HEV/EV才能滿足CO2排放目標。從2009年到2020年，EV/HEV年需求量預(yù)測（單位：百萬輛）如圖1所示。總的來說，HEV/EV生產(chǎn)具有+31%的CAGR,2020年HEV/EV產(chǎn)量將達到5,000萬輛，占汽車總產(chǎn)量的50%左右，并且大部分汽車采用微混合動力系統(tǒng)。

　　圖1:EV/HEV年需求量預(yù)測。

　　微混合動力系統(tǒng)和全/插電式混合動力系統(tǒng)的主要區(qū)別在于它是否利用電動動力系統(tǒng)來驅(qū)動汽車。微混合動力系統(tǒng)，亦即起止系統(tǒng)，先關(guān)閉，然后重新啟動內(nèi)燃機，用以降低引擎空轉(zhuǎn)（例如等待交通信號燈或堵車時頻繁停車）時間。輕度混合動力系統(tǒng)除了具有起止特性以外，還具有再生制動系統(tǒng)。借助于這些技術(shù)，混合動力汽車的燃油經(jīng)濟性通常比傳統(tǒng)汽車高5%~10%.

　　表1:HEV類型（按功能分）。

　　市面上有很多種起止系統(tǒng)。第一種叫做超級起動器，超級起動系統(tǒng)一般包含穩(wěn)定的DC起動器和1個電池管理系統(tǒng)。據(jù)估計，由于成本低，它代表著2/3的起止系統(tǒng)市場。其平均成本為80美元，包括寶馬在內(nèi)的很多汽車制造商都采用這項技術(shù)。第二種起止系統(tǒng)是皮帶驅(qū)動交流發(fā)電機起動器（BAS），BAS系統(tǒng)包含平均功率為1.5kW~3kW（典型值）的DC/AC逆變器，該系統(tǒng)噪聲更低。其終端用戶價格估計為300美元，重啟時間僅400ms,適于中檔汽車。最后，在傳統(tǒng)起止系統(tǒng)無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電壓。