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从电子增压到后轴驱动 技术组合带动48V升级

发布日期:2016-11-02 10:20  来源:网络  作者:星耀   浏览次数:319

在不断收紧的排放及油耗法规下,“火”起来的不只是新能源汽车,还有48V电气系统。可以看到,随着各大主机厂和零部件厂商48V相关计划的先后公布以及生产计划的逐步实施,这一“后起之秀”已悄然前行,迎来了整个行业的广泛关注。

技术优势:不只是节能

尽管从节能减排的效果来看,插电混动以及纯电动汽车更有优势,但不依靠外接插电、没有里程焦虑的48V系统却更为现实可行。具体来看,其优点可归结为以下四个方面:

首先,48V系统的油耗虽高于插电混动和纯电动,但高达20%的节油效果也使其极有吸引力。以法雷奥e4Boost 48V动力总成系统为例,该系统由48伏iBSG起发电一体机、48伏电子增压器、增强型制动能量回馈系统、DC/DC(直流/直流转换器)和48伏电池构成,最高可帮助车辆提升25%的燃油经济性及二氧化碳排放 (NEDC 欧洲油耗及排放评定标准),并可帮助车辆提升20%的加速性。需要指出的是,在车辆刹车时,该系统可以发电,将车辆制动能量回收,同时给48V电池和12V电池充电,这是该系统实现高效节油的重要功能。

其次,根据欧洲ECE R100法规规定,直流电压60V和交流电压30V以下都属于安全电压,不会造成人身危险。而48V动力总成系统的最高电压一般在54V左右,在安全电压的范围之内,这使其无需额外的安全防护措施。与此同时,车辆的控制策略集成于车辆原有的ECU里面,不用改变原有的车辆架构,也无需增加额外的零部件。因此,装备48V动力总成的动力系统成本甚至比柴油动力系统的成本更低,汽车制造商即使没有政策性补贴,同样可以实现收支平衡。

第三,除了在节能和成本方面的优势,48V系统也可以进一步提升车辆的舒适性。据了解,法雷奥48V iBSG皮带式起发电一体机在车辆启动阶段可提供大功率输出,快速带动内燃机曲轴,使车辆起动非常迅速,并且消除了12V起停系统的抖动现象,驾乘者几乎感觉不到车辆在启动。而在汽车从静止起步时,iBSG系统可以为车辆提供短时低速纯电动行驶。尤其在跟车的时候,不但具有节油效果,还消除了内燃机不断起停带来的不舒适。

此外,在车辆需要加速时,48V iBSG系统能带来更多的加速乐趣。目前,越来越多的车型采用涡轮增压,但涡轮增压器有一个弱点就是“涡轮迟滞”,动力要在加速动作后的1~2秒内才能跟上来。iBSG可以很好的弥补这个缺陷,因为iBSG的动力输出非常快,只需要几毫秒。

未来提升:着重技术组合

根据中国汽车工程学会近日发布的《节能与新能源汽车技术路线图》,到2025年,乘用车新车整体油耗降至每百公里4L,2030年降至每百公里3.2L。可见,车企所要面临的降低油耗的压力也将逐年增加。而就48V系统而言,想要在更长时期内发挥作用仅保持目前的节油效果显然是不够的,相关技术需要更进一步的提升。

那么,48V是否还有提升空间呢?答案是肯定的。正如法雷奥中国总裁毕诺在接受访问时所说,48V系统的优势在于其技术成本合理,技术组合灵活。其中,关于技术成本合理,我们在上一部分已经说到,而所谓的技术组合灵活其实正是其未来潜力所在。

通常情况下,48V动力总成系统分为P1(也有称P0)、P2、P3、P4,它们的区分方式在于电机安装位置,数字越小,安装位置越靠前(P1-集成于内燃机;P2-安装在内燃机和变速箱之间;P3-安装在变速箱;P4-安装在后轴)。其中P1位置的技术就是以上所提到的i-BSG皮带式起发电一体机,它是当前市场的主流趋势。
而为了实现车辆的纯电动行驶甚至是电动四轮驱动,法雷奥开发了不同的技术产品和组合方案:一、结合P1电机(iBSG电机)增加法雷奥电子增压器,它可以进一步提升驾驶的动力性,节油效果也会更好;二、P3电机,将电机集成在变速箱内,进行模块化设计,其已经在DCT产品上实现;三、P1电机加P4电机,可以实现电四驱,即前轮以内燃机动力为主,后轮为电动驱动。“P1位置安装皮带式起发电一体机,可以实现低速短时纯电动功能,主要是在车辆起步阶段,由电机实现车辆的纯电动起步。而未来, P3和P4位置的技术可以实现真正意义上的纯电动行驶。”

法雷奥亚太区动力总成研发经理张雪飞表示, 48V是一套系统的解决方案,它可以进行不同的组合。如果只采用48V iBSG电机,可能没办法一步到位实现4L的油耗目标,但是如果进行一定的组合,比如将iBSG与48V电子增压器相结合(如以上所提到的e4Boost 48V动力总成系统),就能将内燃机功率实现很大提升,内燃机可以进一步小型化,同时扭矩输出也更大,变速箱的换档策略可以进一步改善,其节油效果可达到20%以上,甚至更高。

值得一提的是,在今年的巴黎车展上,法雷奥e4Sport系统首度全球亮相。该系统在e4Boost的基础上,又集成了“后轴驱动电机”,最大程度地回收了车辆制动能量并将其储存在48伏电池中,使其能够为车辆再利用。回收的能量主要用于:通过起动机,增加发动机的扭矩输出;通过电子增压器,在车辆加速阶段,发动机动力输出最大化;纯电模式下行驶以及当车辆抓地力不足时,通过48V eRAD系统和车辆后轴的连接,提升车辆性能,有效地将车辆转为四驱模式。 

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