作者：Samuel Jaffe
汽車排放標準日趨嚴格，使得傳統內燃機 (ICE) 汽車製造商難以跟上。他們減少排放的作法之一是將部分或全部的傳動系統電氣化，也就是部分禁用引擎或完全取消引擎，以提高引擎的有效效率 (見圖1)。
當然，這種電氣化是有代價的，還有一項始終存在的工程問題：如何平衡成本與其他設計需求？
本文討論 48-V 輕油電混合動力車 (MHEV)，並解釋該技術如何用三分之一左右的成本達到全混合動力車三分之二的益處。
系統附加 – MHEV 與全混合動力車
MHEV使用48V電池，以額外成本的一小部分實現全混合動力車的許多功能。圖2比較 ICE、MHEV與全混合動力車的硬體和功能。典型的全混合動力車整合了馬達和一顆200至400V高壓電池，容量約為1到2 kWh。MHEV使用更小型的馬達和容量小於1kWh的小型 48V電池，或相等的超級電容器。與全混合動力車相比，這類小型馬達和較小的電池大大降低了輕油電混合動力車輛的成本和重量（以及擴展燃油經濟性）。雖然降低的硬體需求提供的性能沒有那麼強大，但MHEV仍能以低成本提供大部分的優勢。
圖2：ICE、MHEV和全混合動力車的比較匯總
啟閉功能
在啟閉條件下關閉 ICE，可大幅提高市區駕駛或其他啟閉環境中的燃油經濟性。MHEV電池的存儲能量雖然比全混合動力高壓電池少，但它的容量足以在大多數條件下實現啟閉功能。使用12V電池可以實現啟閉，但48V電池承受的壓力較小，從而延長電池壽命。48V啟閉在處理啟閉產生的12V電壓下垂時也不會產生相同問題。
再生制動
如名稱所示，再生制動可在剎車狀態時將車輛動能回收。這種能量通常透過煞車片消散成為熱能，但再生制動則利用輕度或全混合動力馬達作為發電機為其電池充電。再生制動，例如啟閉系統，在啟動、停止、加速和減速等許多狀態下已被大量使用。輕度混合動力電池容量的降低可能會在某些情況下限制再生制動的有效性，但在大多數市區駕駛條件下，它足以在不耗盡電池容量的情況下恢復能量。
扭矩輔助
混合動力馬達連接到傳動系統，並在加速時利用混合動力電池的能量來增加扭矩。扭矩輔助可提高加速性，這意味著車輛可透過較小的 ICE 實現相同的加速性能。節省了引擎成本和重量，進一步提高了燃油經濟性。輕油電混合動力引擎比全混合動力引擎體積更小、馬力更縮減，這將會限制增加的扭矩量，但輕油電混合動力引擎仍可在多數情況下提供大部分扭矩輔助優勢。
減少線束重量和成本 – MHEV 獨特優勢
輕油電混合動力車在線束成本和重量方面比全混合動力車具有額外的優勢。由於48V並非特殊高壓，因此將12V供電設備轉換為48V並不需要更改。從數百伏降轉到5V或3.3V需要更昂貴和複雜的功率轉換設計，但用48-5V降壓調節器替換12-5V降壓調節器僅需做最小更改。
此外，修改其他系統，如加熱器和鼓風機，以接受48V也是相當容易的。使用48V而非12 V為設備供電可將實現相同數量的輸送功率所需的電流減少75%，從而減少線束厚度，甚至可從銅線換成鋁線，同時減輕重量並降低成本，提高燃油經濟性。
結論
MHEV是燃油經濟性提升的小資油電汽車的未來。一些車型已使用輕油電混合動力，並已證明其作為ICE和全混合動力引擎間的最佳過渡選擇。燃油經濟性的要求只會變得越亦嚴格，因此在不久的將來預計將會有更多的MHEV車輛上路。
其他資源
- 瞭解如何從12和48V電池中設計冗餘電源供應，請觀看「優化解決方案尺寸並降低雙電池 12V/48V mHEV電源的複雜性」培訓影片
- 了解更多關於48V絕緣需求和設計參考，請參閱「針對MHEV應用的PSR返馳式DC/DC轉換器設計」應用說明。
- 有關 MHEV 絕緣拓撲選擇的更多資訊，請參閱「在雙電池mHEV系統中為何使用PSR反馳式絕緣轉換器」文章
