MHEV对48V电机驱动要求有多高？

电动汽车（EV）是近年来半导体行业必谈的课题之一，在汽车电气化上全世界都在聚焦“减少温室气体排放”这个问题上。据美国国家公路交通安全管理局统计，平均燃油经济性到2026年达40．4英里／每加仑燃油；而在巴黎联合国气候变化大会上（COP21）提出了2030年温室气体排放量比1990年减少40％的目标。

在此背景之下，汽车厂商有两条路。其一，采用电池汽车电机化的做法，使用高压电池进行电动车制造；其二，采用轻混电动车（MHEV，Mild Hybrid Electronic Vehicle），MHEV仅需使用48V电机，就能将内燃机的温室气体排放量减少13％－22％。

随着市场加速，MHEV具有多重优势，已在大多品牌中实现，并具有一定市场。“我们认为48V轻混市场有很大的潜力，而且这个应用对于减少温室气体的排放是有很大的帮助，所以我们绝对认为48V轻混市场是有很大的增长空间的”，德州仪器 （TI） 电机驱动器业务部门总经理Kannan Soundarapandian如是说。近期，TI也邀请21ic中国电子网共同讨论在这一市场的发展。

MHEV对48V电机驱动有很大要求

MHEV在越来越严格的排放标准和越来越高的油耗动力需求下应运而生，博世、法雷奥、德尔福等厂商均已有48V轻混汽车面世，并取得不错成绩。

MHEV与传统电动汽车驱动系统最大的区别便是从12V的使用电压变为48V，在电池电压输出升高的情况下整体的线路损耗被降低，启停电机、空调压缩机、冷却水泵等系统的工作时间被改善。除此之外，48V的电压使得锂电池实现快速能量回收，回收能量将被用于辅助驱动，降低发动机负载，整体的油耗和排放均会有效降低。

虽然MHEV拥有如此强大的“魔力”，但实际上对于设计人员来说，想要在MHEV电机驱动系统中实现汽车电气化并非随意之事。根据Kannan的介绍，想要实现MHEV的汽车电气化，对电机驱动系统拥有4个要求：

1、小尺寸：在整车功能愈发增长的背景下，电路板的空间是有限的，小尺寸能够让更多器件集合在电路板上，这样才能更好满足电机驱动的要求。

2、安全性：车规级产品普遍相对普通产品拥有更高的要求，需要在设计中遵循汽车安全完整性等级ASIL D的系统级功能安全性。

3、大功率：大功率器件能够在有限空间中驱动更高功率器件，帮助更好实现电气化。

4、耐受性：由于汽车场景普遍在条件中相对较为恶劣，特别对温度和压力拥有更高的要求。

实际上TI的48V电机产品就是遵照这种要求而设计的，Kannan为介绍其解决方案DRV3255－Q1：

1、集成：TI的DRV3255－Q1与现有的三相48V BLDC电机驱动器相比，可将PCB空间减少多达30％。

2、功能安全：TI的功能安全合规型电机驱动器可帮助实现符合ASIL D要求的轻混电动车（MHEV）系统，并根据ISO26262要求进行设计。

3、功率：为轻混电动车（MHEV）的大功率电机系统提供超高的栅极驱动电流，Kannan强调TI能够为轻混电动车提供最高达到30KW的功率。

4、保护：通过0级认证保护48V起动机发电机系统免受瞬态影响。Kannan表示，TI在侦测和保护设计当中有很多的考量，能够使器件稳定、可靠。

审核编辑 黄宇