MHEV對48V電機(jī)驅(qū)動要求有多高？

電動汽車（EV）是近年來半導(dǎo)體行業(yè)必談的課題之一，在汽車電氣化上全世界都在聚焦“減少溫室氣體排放”這個問題上。據(jù)美國國家公路交通安全管理局統(tǒng)計，平均燃油經(jīng)濟(jì)性到2026年達(dá)40．4英里／每加侖燃油；而在巴黎聯(lián)合國氣候變化大會上（COP21）提出了2030年溫室氣體排放量比1990年減少40％的目標(biāo)。

在此背景之下，汽車廠商有兩條路。其一，采用電池汽車電機(jī)化的做法，使用高壓電池進(jìn)行電動車制造；其二，采用輕混電動車（MHEV，Mild Hybrid Electronic Vehicle），MHEV僅需使用48V電機(jī)，就能將內(nèi)燃機(jī)的溫室氣體排放量減少13％－22％。

隨著市場加速，MHEV具有多重優(yōu)勢，已在大多品牌中實現(xiàn)，并具有一定市場。“我們認(rèn)為48V輕混市場有很大的潛力，而且這個應(yīng)用對于減少溫室氣體的排放是有很大的幫助，所以我們絕對認(rèn)為48V輕混市場是有很大的增長空間的”，德州儀器 （TI） 電機(jī)驅(qū)動器業(yè)務(wù)部門總經(jīng)理Kannan Soundarapandian如是說。近期，TI也邀請21ic中國電子網(wǎng)共同討論在這一市場的發(fā)展。

MHEV對48V電機(jī)驅(qū)動有很大要求

MHEV在越來越嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)和越來越高的油耗動力需求下應(yīng)運(yùn)而生，博世、法雷奧、德爾福等廠商均已有48V輕混汽車面世，并取得不錯成績。

MHEV與傳統(tǒng)電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)最大的區(qū)別便是從12V的使用電壓變?yōu)?8V，在電池電壓輸出升高的情況下整體的線路損耗被降低，啟停電機(jī)、空調(diào)壓縮機(jī)、冷卻水泵等系統(tǒng)的工作時間被改善。除此之外，48V的電壓使得鋰電池實現(xiàn)快速能量回收，回收能量將被用于輔助驅(qū)動，降低發(fā)動機(jī)負(fù)載，整體的油耗和排放均會有效降低。

雖然MHEV擁有如此強(qiáng)大的“魔力”，但實際上對于設(shè)計人員來說，想要在MHEV電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)中實現(xiàn)汽車電氣化并非隨意之事。根據(jù)Kannan的介紹，想要實現(xiàn)MHEV的汽車電氣化，對電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)擁有4個要求：

1、小尺寸：在整車功能愈發(fā)增長的背景下，電路板的空間是有限的，小尺寸能夠讓更多器件集合在電路板上，這樣才能更好滿足電機(jī)驅(qū)動的要求。

2、安全性：車規(guī)級產(chǎn)品普遍相對普通產(chǎn)品擁有更高的要求，需要在設(shè)計中遵循汽車安全完整性等級ASIL D的系統(tǒng)級功能安全性。

3、大功率：大功率器件能夠在有限空間中驅(qū)動更高功率器件，幫助更好實現(xiàn)電氣化。

4、耐受性：由于汽車場景普遍在條件中相對較為惡劣，特別對溫度和壓力擁有更高的要求。

實際上TI的48V電機(jī)產(chǎn)品就是遵照這種要求而設(shè)計的，Kannan為介紹其解決方案DRV3255－Q1：

1、集成：TI的DRV3255－Q1與現(xiàn)有的三相48V BLDC電機(jī)驅(qū)動器相比，可將PCB空間減少多達(dá)30％。

2、功能安全：TI的功能安全合規(guī)型電機(jī)驅(qū)動器可幫助實現(xiàn)符合ASIL D要求的輕混電動車（MHEV）系統(tǒng)，并根據(jù)ISO26262要求進(jìn)行設(shè)計。

3、功率：為輕混電動車（MHEV）的大功率電機(jī)系統(tǒng)提供超高的柵極驅(qū)動電流，Kannan強(qiáng)調(diào)TI能夠為輕混電動車提供最高達(dá)到30KW的功率。

4、保護(hù)：通過0級認(rèn)證保護(hù)48V起動機(jī)發(fā)電機(jī)系統(tǒng)免受瞬態(tài)影響。Kannan表示，TI在偵測和保護(hù)設(shè)計當(dāng)中有很多的考量，能夠使器件穩(wěn)定、可靠。

審核編輯 黃宇