48V辅助动力系统



48V辅助动力系统

48V辅助动力系统（48V系统）包括永磁同步电机、逆变器和双向DC/DC转换器，相比于12V系统，在符合安全的低压系统内，通过更高的电压，在功率一定的条件下可以降低电线内的电流，进而提高电能的利用效率。48V系统是启动发电一体机系统，相比于12V系统，可以实现15%的节油率。12V系统只能通过起动机对发动机实现暖起动，而48V系统可以实现冷起动。

在对48V系统中的起动机进行选型时，选择永磁同步电机可以实现8kW的功率输出和50Nm的转矩输出。通过带动冷却风扇，在室温25℃的环境下，可以使电机的工作温度降低76.5℃，发动机的温度降低55.1℃。将部件的工作环境调整到合适的温度，有利于提高车辆的能量利用效率。当基于2.0L排量的柴油机在冬季-30℃环境中起动时，需要125Nm的转矩才能带动发动机，因此根据上述的配置需要使用2.5的传动比，采用的电机最大转速是15000r/min。对于逆变器，其目的是将直流电转换成交流电给电机供电，所以转换效率直接影响电能的利用效率。

针对电机的最大功率，逆变器的峰值功率要达到12kW，则相对于电机的最大功率要具有1.5的安全系数，最大转换效率为94%，所能承载的电机最大转速为15000r/min。对于DC/DC转换器，平均效率大约是900W，效率为96.6%，可实现12V与48V电压之间的转换。参数匹配中要考虑电压等级、效率、适宜温度、功率范围、体积等因素。

在完成了48V系统的关键部件选型与参数匹配之后，选用本田思域和宝马750i两个示例车型在UDDS工况和HWFET工况进行测试，计算得出采用了48V系统之后，2个车型节省油耗分别达到17%和10%。对比发现，在经济型家用车中，48V系统可以节省更高比例的燃油。

网址：http://ieeexplore.ieee. org/stamp/stamp.jsp? arnumber=6687493

作者：Changsung Sean Kimi et al

编译：张聪