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既“便宜”又實(shí)際的混動(dòng)模式，48V輕混系統(tǒng)解析 | 技術(shù)

天天汽車 2020-02-09 13:55:34

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撰文 | 謝天爽

部分圖片來(lái)源網(wǎng)絡(luò)

在節(jié)能減排的大環(huán)境下，如今對(duì)于消費(fèi)者而言，想買一臺(tái)車，可選擇的動(dòng)力模式空前之多。

比如傳統(tǒng)燃油汽車、插電混合動(dòng)力汽車、純電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力汽車、以及輕混車型和增程式車型等等。

而近兩年，在中國(guó)市場(chǎng)不斷推動(dòng)雙積分政策、國(guó)六排放標(biāo)準(zhǔn)等一系列舉措之后，開(kāi)始有越來(lái)越多搭載48V輕混系統(tǒng)的車型問(wèn)世。

像是合資品牌中如奔馳S320L、奧迪A8L、路虎攬勝等等，而自主品牌中最具代表性的車企肯定是要當(dāng)屬吉利，旗下的嘉際、博瑞等車型均配備了48V輕混系統(tǒng)。

今天，我們就來(lái)仔細(xì)聊聊 48V輕混系統(tǒng)，以及在實(shí)際使用中有哪些優(yōu)勢(shì)？

什么是48V輕混系統(tǒng)？

48V輕混系統(tǒng)，一句話概括，即車輛的系統(tǒng)電壓為48V。

自1918年汽車首次引入了蓄電池時(shí)，當(dāng)時(shí)蓄電池的電壓是6V，而到二十世紀(jì)五十年代，車輛的系統(tǒng)電壓上升為12V后，并一直應(yīng)用至今。

但是隨著目前車輛的智能化程度越來(lái)越高，車載的電氣化程度也越來(lái)越高，12V電壓系統(tǒng)已經(jīng)逐漸達(dá)到了功率輸出的極限。

所以，2011年，德國(guó)五大汽車品牌奧迪、寶馬、奔馳、保時(shí)捷及大眾聯(lián)合發(fā)布了48V系統(tǒng)，并在隨后頒布了48V系統(tǒng)的規(guī)范LV148。

整個(gè)系統(tǒng)由集成在發(fā)動(dòng)機(jī)前端輪系上的BSG電機(jī)、DC/DC，48V鋰電池模塊及管理系統(tǒng)、能量回收系統(tǒng)、混動(dòng)模塊控制系統(tǒng)等組成。

為什么非要是48V？

當(dāng)然，在此期間還出現(xiàn)過(guò)36/42V等系統(tǒng)，最終選擇48V主要原因大致為以下兩點(diǎn)。

其一，首先我們要知道60V（無(wú)波紋直流）是安全電壓，低于60V電壓的設(shè)備都不需要采取額外的安全防護(hù)措施，48V電池的充電電壓最高56V已接近60V，因此48V是安全電壓下的最高安全等級(jí)了。

如果電壓太高的話，就要考慮到高壓電路保護(hù)、電磁兼容性、車載電氣系統(tǒng)的穩(wěn)定性等問(wèn)題了。

其二，如果電壓能夠滿足最低的用電部件的需求，那么在此基礎(chǔ)上，平臺(tái)電壓越低，電芯串聯(lián)數(shù)量越小，PACK成本更低，而48V已經(jīng)能夠驅(qū)動(dòng)電機(jī)。

所以綜合安全性和成本兩方面考慮，最終選擇了48V。

48V輕混系統(tǒng)有哪些優(yōu)勢(shì)？

第一個(gè)優(yōu)勢(shì)是48V輕混系統(tǒng)能夠使得車輛有更好的燃油經(jīng)濟(jì)性。

得益于48V輕混系統(tǒng)能使車輛實(shí)現(xiàn)滑行起停、回收制動(dòng)能量，當(dāng)駕駛員松開(kāi)油門和制動(dòng)踏板使車輛處于滑行過(guò)程中時(shí)，控制系統(tǒng)會(huì)斷開(kāi)傳動(dòng)鏈、切斷發(fā)動(dòng)機(jī)工作，從而達(dá)到節(jié)油減排的目的。

而在駕駛員重新踩下油門踏板時(shí)則會(huì)迅速結(jié)合傳動(dòng)鏈，并通過(guò)BSG快速啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)且實(shí)現(xiàn)與變速箱的轉(zhuǎn)速同步，滿足駕駛員加速需求。

另外一種工況，則是當(dāng)車輛處于剎車或滑行過(guò)程中，可實(shí)現(xiàn)能量回收和制動(dòng)能量回收。從而轉(zhuǎn)換成電能儲(chǔ)存在鋰離子電池中，用于車載用電系統(tǒng) 。

由于采用了48V電器架構(gòu)，以往需要皮帶或者齒輪驅(qū)動(dòng)的發(fā)動(dòng)機(jī)附件比如：水泵、機(jī)油泵、空調(diào)壓縮機(jī)等，都可以采用電機(jī)來(lái)直接驅(qū)動(dòng)，在很大程度上減小了發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)擔(dān)，讓發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械能能夠全部用于車輛的加速，從而達(dá)到省油環(huán)保的目的。

除了可以無(wú)縫啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)和回收制動(dòng)能量以外，第二個(gè)優(yōu)勢(shì)就是能獲得更加順暢的駕駛體驗(yàn)。

在發(fā)動(dòng)機(jī)加速過(guò)程中BSG電機(jī)能提供一定的輔助加速能力，也就是可以讓燃油發(fā)動(dòng)機(jī)加速更快，特別是在低速起步時(shí)，由于電機(jī)效率比內(nèi)燃機(jī)更高，所以可以輔助為發(fā)動(dòng)機(jī)在低速時(shí)的起步加速提供額外的扭矩。

在奔馳、路虎等一些48V電器架構(gòu)中，甚至可以用電機(jī)來(lái)完成“電子增壓”，即由48V系統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)提供增壓壓力，或是直接驅(qū)動(dòng)渦輪增壓器，用于改善發(fā)動(dòng)機(jī)低轉(zhuǎn)速時(shí)的渦輪遲滯問(wèn)題，保證在低扭時(shí)候充沛的扭矩輸出，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的瞬時(shí)相應(yīng)。

48V輕混系統(tǒng)還有很大的進(jìn)步空間

誠(chéng)然，48V輕混系統(tǒng)確實(shí)能夠帶來(lái)一定的節(jié)油效果，面對(duì)第四階段的油耗目標(biāo)值還能夠應(yīng)對(duì)，但面對(duì)第五階段油耗目標(biāo)值還是存在較大差距。

車企必須在應(yīng)用電氣化的同時(shí)，針對(duì)整車全面開(kāi)展降能耗措施，尤其油耗貢獻(xiàn)較大的動(dòng)力總成，發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率提升、高傳動(dòng)效率變速箱以及48V電氣化等多種降能耗路徑策略。

同時(shí)48V輕混系統(tǒng)可提升的空間還是非常大的。目前市面上絕大多數(shù)的48V輕混系統(tǒng)都是采用P0構(gòu)型，即用48V電機(jī)取代原發(fā)電機(jī)位置且通過(guò)皮帶與發(fā)動(dòng)機(jī)集成。

因此可在傳統(tǒng)12V車上快速布置，且具有成本低、效果顯著的特點(diǎn)。

但是P0構(gòu)型不能滿足純電行駛的要求，這就大大的限制了對(duì)整車/發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)能潛力的挖掘。

針對(duì)此，目前還有多種構(gòu)型，即P1、P2、P2.5、P3、P4。

P1：電機(jī)位于發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸部位，又稱ISG。

P2：電機(jī)位于離合器和變速器輸入軸之間。

P2.5：電機(jī)與變速箱集成，可耦合在輸入軸、中間軸。

P3：電機(jī)位于變速器輸出端，或變速器輸出軸連接。

P4：電機(jī)位于后橋，另一個(gè)軸，比如對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)在前軸的車輛，電機(jī)位于后軸。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，P2、P2.5、P3、P4的構(gòu)型，已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)車輛進(jìn)行純電行駛，同時(shí)電機(jī)能提供額外較大的扭矩，起到輔助動(dòng)力作用。

因此在節(jié)油效果上也會(huì)比目前大范圍應(yīng)用的P0構(gòu)型好很多，但受限于技術(shù)難點(diǎn)和成本核算，目前還沒(méi)有大范圍量產(chǎn)，所以說(shuō)48V輕混系統(tǒng)還有很大的進(jìn)步空間。

最后，而對(duì)于一般消費(fèi)者而言，選擇48V輕混這一折中技術(shù)路線車型，既能兼顧節(jié)油效率、同時(shí)車型價(jià)格又不會(huì)貴太多，還能提升用車體驗(yàn)，確實(shí)是個(gè)不錯(cuò)的選擇。

對(duì)于車企而言，選擇48V輕混系統(tǒng)以達(dá)到節(jié)能減排的效果，其成本是要遠(yuǎn)低于PHEV、BEV等系統(tǒng)的。在低成本的情況下，實(shí)現(xiàn)大幅度地節(jié)能，降低排放以滿足嚴(yán)苛的政策，這是48V最大的優(yōu)勢(shì)。

因此，48V輕混系統(tǒng)我認(rèn)為會(huì)擁有非常好的發(fā)展前景，正如上面也提到了，48V輕混系統(tǒng)還有很大的進(jìn)步空間。

隨著電池技術(shù)的發(fā)展和動(dòng)力系統(tǒng)的優(yōu)化，未來(lái)的48V輕混系統(tǒng)發(fā)展到能夠?qū)崿F(xiàn)純電行駛時(shí)，很有可能成為入門級(jí)車型中最容易搭載的混合動(dòng)力系統(tǒng)、成為高端車型提升駕駛質(zhì)感的重要手段。【END】

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