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2019-04-29 点击量:853次
随着节能减排政策的不断号召,以及车载用电设备的不断丰富,48V轻混电动车逐渐进入大家的视野,从价位在百万级别的奔驰S级、奥迪A6或A8再到10万级的吉利博瑞GE,都用上了这套动力系统。
可以这样理解,48V轻混是以轻度混合动力系统为主要节能手段的、较高电压的车用电气系统。以目前常见的48V轻混系统结构(P0形式)看,相当于在传统燃油车的基础上用能量小于1kW·h电量的锂离子电池代替传统铅酸电池,以BSG电动机代替传统起动电机和发电机,再加一个逆变器和DC-DC转换器。主要工作模式有自动启停、能量回收、动力辅助、航行和滑行五种。
简单来说,48V轻混就是用更高电压的系统,更好的代替部分发动机的功能,达到节能的效果,那它的优势到底在何处呢?
节能
48V轻混的节能效果好主要体现在以下几个方面:首先,它是支持一键启停技术的,据权威机构表明,启停技术带来的节能效果可以达到2.1%;其次,轻混也是混,也能发挥混合动力的优势,在刹车、滑行过程中收集动能并以电能形式储存,低速及堵车情况下用电行驶,高速急加速时提供额外的驱动力,单从这两项技术而言,EPA(美国环保署)指出48V带来的节能效果可达8.5-11.6%。
另一方面,48V的电压可以有效减小电路电流从而降低电流损耗(相比于传统12V电池),还可以将高负载附件电动化,大幅降低发动机负荷,进一步实现节能。综合以上所有因素,48V轻混系统的节能效果可以达到15%左右,据悉大陆与福特汽车合作开发的一款48V轻混车型节油效果可以达到14.7%。
舒适通用
48V轻混系统的点火时间更短,启停系统更流畅,噪音更低和震动更小,驾乘人员感觉更加舒适,电机补充瞬时扭矩可以让汽车加速或者起步更平顺。奥迪全新A6全系标配第2代48V混动技术,通过更高效的电动机让启动更迅速,减少了发动机的振动,而且起动电动机直连曲轴,直接带动汽车平稳起步,包括ABS、ESP和车内电器系统的反应更加敏捷高效。
除此之外,48V轻混系统的通用性更强,可以兼容更多车用用电设备,比如车载领域的一些娱乐化大屏和复杂的汽车中控系统。48V轻度混合的蓄电池容量更大,将传统燃油车上的一些高负载附件,如空调压缩机、冷却水泵及真空泵等电动化,同时发动机关闭的情况下也能正常使用这些大功率设备。同时,它在动力性能上也能有所提升,48V轻混系统可以搭载转速更高的电动涡轮增压器,改善涡轮的迟滞效应,使发动机的低速扭矩更充沛,动力响应性和动力输出情况得到进一步改善。
说完它的优势,再谈几点限制48V轻混大规模推广的缺点:
1-DC-DC转换器
2-12V电池
3-48V电池
4-48V皮带驱动起动电机
奥迪A848V轻混系统
成本问题
由于在原有发动机的基础上增加了电池和电机,成本避免不了要增加,同时,48V系统引入BSG轻混技术后,汽车动力系统、电气系统也会受到影响,主要是电机系统、电力供给系统、以及一些线束和控制系统,为了配合汽车的正常平稳运行要做出相应改动。据相关统计,目前国产48V轻混系统,像吉利、比亚迪等的成本控制在3500-4500元(国家汽车工业协会对此做出了要求:规定每套48V混动模块的成本不能超过5000元),节能效果能达到12%-15%,进口会贵一些,包括博世、大陆和宝马做的,成本800-1500美元,节油效果可达15%-20%。
尽管是花了几千块钱把油耗和排放降了下来,但对于消费者来说并不想多花这个钱,所以降低成本是关键问题之一。此外,尽管48V轻混系统可以视为一项节能技术,但政府并没有给予太多鼓励,在中国汽车市场,48V轻混系统没法进入新能源目录,自然不能享受新能源汽车牌照及其他优惠政策,所以并未受到消费者的一致关注。
技术难关
48V轻混系统总成开发不简单,咱们一般只能优化部分零部件。而且开发和应用的过程中会带来安全、辐射和电池管理等一些附加问题。
汽车行驶过程中,不同电压的电子器件同时工作,所以要保证他们各工况下的安全性。12V系统和48V系统之间由转换器连接,出现故障时,48V的高压电流会直接通过12V零线,低压线路上的器件当场就会损坏。所以要设计处完善的电路是一项不容小觑的任务。
同时,电压的升高对电磁兼容要求更高,我们知道,有电磁转换这个事情,48V的系统电磁波强度更高,影响各车载电子设备的正常运行,严重的影响行车安全,因此要注意整体的布置,避免关键系统受到影响,有些干扰特别强的地方就要采取屏蔽措施。此外,48V系统一般用电池组供电,工作过程中电池组频繁充放电可能导致单体电池使用程度不一致,所以要采用有效的电池管理系统加以监测及管理,否则会对电池寿命造成不利影响。这些都是48V系统本身的技术问题,是48V轻混系统普遍应用路上绕不开的难题。
笔者以为,存在即合理,即便48V轻混系统相对于重混在节能减排上存在一定差距,但在重混技术及纯电动技术未完全掌握之时,48V轻混可以视为一种良好的过渡。
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