适用于轻度混合动力建筑和采矿机械的48 V技术

由  Pramod Patil 发布  - 04-16-2021 

建筑和采矿业用到不同类型的重型设备。本博客关注土方车辆,如自卸车、挖掘机和推土机。据估计,到2025年,全球将售出110万辆此类车辆。2020/21年,全球经历了封锁、宵禁和其他限制措施,使建筑和采矿业几乎陷入停滞状态,导致这一细分市场的经济受到巨大影响。尽管艰难,但由于以下趋势,预计建筑和采矿业将重获动力。

如下图所示,工程车市场有三大关键趋势:

1. 电气化:由严格的排放法规驱动。

  1. 操作者的舒适度:受政府安全法规和生产力要求的驱动。
  2. 自动化/远程驱动:受生产力、效率和安全要求的驱动。

图1:工程车市场的大趋势

为何采用混合动力电气化?

重型车辆用于城市地区的建筑和土方活动。通常,作业地点在低排放或零排放区。严格的排放和噪音标准,以及减少油耗的需求,促使工程车制造商和一级供应商采用电气化。这些重型车辆能耗大,导致需要对电池大量投资,成本增加,因此完全电气化的方式目前在经济上并不可行。因此,制造商们采取了轻度混合动力方式,以符合当前的排放和噪音标准。

电气化对这个细分市场意味着什么?

  1. 节省多达10-12%的燃料成本。

2. 减少多达12%的CO2排放量。

3. 燃油能效高达17%。

4. 减少噪音污染。

5. 增强操作者的安全性和舒适性。

在典型的混合动力工程机械中,如图2所示,液压和辅助电力负载等高功率功能由48 V电池高效供电,由强大的48 V发电机充电,类似于混合动力汽车。这种方式可在负载减少期间进行能量回收,更高效地利用内燃机动力。

2:三相电机驱动架构

图2中的框图还显示了一个典型的三相电机驱动架构,其中元器件的选择基于能效和功率密度要求。在48 V应用中,功率级基于设计适当的80 V/100 V MOSFET器件,为电机提供所需电流。安森美半导体提供宽广阵容的先进MOSFET方案,具有极低的RDSON、出色的开关行为和紧凑的功率封装,如NVMTS1D2N08H (80V、337A、1.1 mΩ,采用TOLL封装)。

安森美半导体提供APM模块平台替代分立方案,采用灵活的高性能压铸模封装技术。特别是,APM19使用同类最佳的80 V / 100 V MOSFET技术,在40 x 25 mm封装中集成完整的三相驱动级。这是实现48 V领域中大多数关键电源应用所需的出色热性能、电性能的完美方案。基于压铸模的APM19功率模块平台符合AQG 324标准。

OEM和一级供应商采用48 V方案,无需大量投资,就可解决以下应用:

  • 辅助和液压系统的48 V发电和储能,如电动风扇、电动涡轮模式、电动工作液压系统、电动AC压缩机、电动回转驱动器(挖掘机)以及48 V转12 V DC-DC转换
  • 水泵
  • 电动助力转向系统
  • 动力总成轻度/混合动力

为支持工程车的不同电气化程度,我们提供了多种辅助功能,如电流检测放大器门极驱动器产品系列。这类机器的任务特性要求具有高可靠性、鲁棒性和长使用寿命,同时不牺牲可扩展性和紧凑的结构设计。安森美半导体的创新、符合车规的方案可应对这一细分市场的挑战。

详细了解我们的48 V技术:

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