適用于輕度混合動(dòng)力建筑和采礦機(jī)械的48 V技術(shù)

建筑和采礦業(yè)用到不同類型的重型設(shè)備。本博客關(guān)注土方車輛，如自卸車、挖掘機(jī)和推土機(jī)。據(jù)估計(jì)，到2025年，全球?qū)⑹鄢?10萬輛此類車輛。2020/21年，全球經(jīng)歷了封鎖、宵禁和其他限制措施，使建筑和采礦業(yè)幾乎陷入停滯狀態(tài)，導(dǎo)致這一細(xì)分市場(chǎng)的經(jīng)濟(jì)受到巨大影響。盡管艱難，但由于以下趨勢(shì)，預(yù)計(jì)建筑和采礦業(yè)將重獲動(dòng)力。

如下圖所示，工程車市場(chǎng)有三大關(guān)鍵趨勢(shì)：

1.電氣化：由嚴(yán)格的排放法規(guī)驅(qū)動(dòng)。

2.操作者的舒適度：受政府安全法規(guī)和生產(chǎn)力要求的驅(qū)動(dòng)。

3.自動(dòng)化/遠(yuǎn)程驅(qū)動(dòng)：受生產(chǎn)力、效率和安全要求的驅(qū)動(dòng)。

圖1：工程車市場(chǎng)的大趨勢(shì)

為何采用混合動(dòng)力電氣化?

重型車輛用于城市地區(qū)的建筑和土方活動(dòng)。通常，作業(yè)地點(diǎn)在低排放或零排放區(qū)。嚴(yán)格的排放和噪音標(biāo)準(zhǔn)，以及減少油耗的需求，促使工程車制造商和一級(jí)供應(yīng)商采用電氣化。這些重型車輛能耗大，導(dǎo)致需要對(duì)電池大量投資，成本增加，因此完全電氣化的方式目前在經(jīng)濟(jì)上并不可行。因此，制造商們采取了輕度混合動(dòng)力方式，以符合當(dāng)前的排放和噪音標(biāo)準(zhǔn)。

電氣化對(duì)這個(gè)細(xì)分市場(chǎng)意味著什么?

節(jié)省多達(dá)10-12%的燃料成本。

2. 減少多達(dá)12%的CO2排放量。

3. 燃油能效高達(dá)17%。

4. 減少噪音污染。

5. 增強(qiáng)操作者的安全性和舒適性。

在典型的混合動(dòng)力工程機(jī)械中，如圖2所示，液壓和輔助電力負(fù)載等高功率功能由48 V電池高效供電，由強(qiáng)大的48 V發(fā)電機(jī)充電，類似于混合動(dòng)力汽車。這種方式可在負(fù)載減少期間進(jìn)行能量回收，更高效地利用內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力。

圖2：三相電機(jī)驅(qū)動(dòng)架構(gòu)

圖2中的框圖還顯示了一個(gè)典型的三相電機(jī)驅(qū)動(dòng)架構(gòu)，其中元器件的選擇基于能效和功率密度要求。在48 V應(yīng)用中，功率級(jí)基于設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)?0 V/100 V MOSFET器件，為電機(jī)提供所需電流。安森美半導(dǎo)體提供寬廣陣容的先進(jìn)MOSFET方案，具有極低的RDSON、出色的開關(guān)行為和緊湊的功率封裝，如NVMTS1D2N08H (80V、337A、1.1 mΩ，采用TOLL封裝)。

安森美半導(dǎo)體提供APM模塊平臺(tái)替代分立方案，采用靈活的高性能壓鑄模封裝技術(shù)。特別是，APM19使用同類最佳的80 V / 100 V MOSFET技術(shù)，在40 x 25 mm封裝中集成完整的三相驅(qū)動(dòng)級(jí)。這是實(shí)現(xiàn)48 V領(lǐng)域中大多數(shù)關(guān)鍵電源應(yīng)用所需的出色熱性能、電性能的完美方案?；趬鸿T模的APM19功率模塊平臺(tái)符合AQG 324標(biāo)準(zhǔn)。

OEM和一級(jí)供應(yīng)商采用48 V方案，無需大量投資，就可解決以下應(yīng)用：

?輔助和液壓系統(tǒng)的48 V發(fā)電和儲(chǔ)能，如電動(dòng)風(fēng)扇、電動(dòng)渦輪模式、電動(dòng)工作液壓系統(tǒng)、電動(dòng)AC壓縮機(jī)、電動(dòng)回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器(挖掘機(jī))以及48 V轉(zhuǎn)12 V DC-DC轉(zhuǎn)換

?水泵

?電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

?動(dòng)力總成輕度/混合動(dòng)力

為支持工程車的不同電氣化程度，我們提供了多種輔助功能，如電流檢測(cè)放大器和門極驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)品系列。這類機(jī)器的任務(wù)特性要求具有高可靠性、魯棒性和長(zhǎng)使用壽命，同時(shí)不犧牲可擴(kuò)展性和緊湊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。安森美半導(dǎo)體的創(chuàng)新、符合車規(guī)的方案可應(yīng)對(duì)這一細(xì)分市場(chǎng)的挑戰(zhàn)。