48V輔助動力系統

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48V輔助動力系統

48V輔助動力系統（48V系統）包括永磁同步電機、逆變器和雙向DC/DC轉換器，相比于12V系統，在符合安全的低壓系統內，通過更高的電壓，在功率一定的條件下可以降低電線內的電流，進而提高電能的利用效率。48V系統是啟動發電一體機系統，相比于12V系統，可以實現15%的節油率。12V系統只能通過起動機對發動機實現暖起動，而48V系統可以實現冷起動。

在對48V系統中的起動機進行選型時，選擇永磁同步電機可以實現8kW的功率輸出和50Nm的轉矩輸出。通過帶動冷卻風扇，在室溫25℃的環境下，可以使電機的工作溫度降低76.5℃，發動機的溫度降低55.1℃。將部件的工作環境調整到合適的溫度，有利于提高車輛的能量利用效率。當基于2.0L排量的柴油機在冬季-30℃環境中起動時，需要125Nm的轉矩才能帶動發動機，因此根據上述的配置需要使用2.5的傳動比，采用的電機最大轉速是15000r/min。對于逆變器，其目的是將直流電轉換成交流電給電機供電，所以轉換效率直接影響電能的利用效率。

針對電機的最大功率，逆變器的峰值功率要達到12kW，則相對于電機的最大功率要具有1.5的安全系數，最大轉換效率為94%，所能承載的電機最大轉速為15000r/min。對于DC/DC轉換器，平均效率大約是900W，效率為96.6%，可實現12V與48V電壓之間的轉換。參數匹配中要考慮電壓等級、效率、適宜溫度、功率范圍、體積等因素。

在完成了48V系統的關鍵部件選型與參數匹配之后，選用本田思域和寶馬750i兩個示例車型在UDDS工況和HWFET工況進行測試，計算得出采用了48V系統之后，2個車型節省油耗分別達到17%和10%。對比發現，在經濟型家用車中，48V系統可以節省更高比例的燃油。

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

作者：Changsung Sean Kimi et al

編譯：張聰