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【小知识】48V汽车系统的革命, 你知道吗?
作者:郑州兰博尔 时间:2018-6-20 11:36:00 

48V汽车系统

迫于越来越重的环境压力,和国家都对新能源汽车补贴的逐年退坡以及2020年对现有燃油汽车平均油耗限值5升/百公里的硬指标,节能减排成为每个车企悬在头上的利剑。一个非常热门的词汇——48V系统,都快火到了不提48V都不算圈汽车人的地步,究竟什么是48V呢?

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48V系统是指系统电压为48V,用能量小于一度电的功率型锂离子电池替代传统的铅酸电池,用BSG电机替代传统的启动电机和发电机,除了自动启停功能之外,还能够在必要的时候,为车辆提供辅助动力。

一般来说,48V系统由三大件组成:电机、锂离子电池组以及DC-DC转换器。48V系统一般与内燃机并联。相较于高压混合动力系统,48V微混系统能够以三分之一的成本提供了全混合动力的三分之二的好处,让燃油经济性提高了15%至20%。48V还可以用于驱动电动增压器(e-ger)。电动增压器取代传统的涡轮增压使发动机达到最高速度,会让加速过程更加迅速,同时滞后感也会并不那么显著。

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48V系统是指系统电压为48V,用能量小于一度电的功率型锂离子电池替代传统的铅酸电池,用BSG电机替代传统的启动电机和发电机,除了自动启停功能之外,还能够在必要的时候,为车辆提供辅助动力。

1918年汽车首次引入了蓄电池,随着起动机的诞生,1920年蓄电池获得了广泛应用,当时蓄电池的电压等级是6V,并且正极接地。由于内燃机排量的增加以及高压缩比内燃机的出现,6V蓄电池已经不能满足功率需求,1950年电压等级开始向12V进化,一直到现在,12V电压系统已经统治了60多年。

1988年,Society of AutomotiveEngineers提议把标准电压提高至42V。由于当时的技术水平,以及电气零部件替换的高昂费用,汽车企业并没有积极推进实施,最终夭折,至今汽车依然是12V系统。

而目前面对5升/百公里的油耗限值12V怠速启停等技术的节油潜力已经达到瓶颈了,怠速启停和制动回收都是有效的节能技术手段,但是在12V系统中,由于电压较低,得不到很好的发挥,增加技术成本的同时节能效果有限。

2011年,Audi, BMW, Daimler, Porsche, Volkswagen联合推出48V系统,以满足日益增长的车载负载需求,更重要的是为了满足2020年严格的排放法规。并在随后发布了48V系统规范LV148。

48V轻混系统优缺点

纯电动化是汽车的终极目标,但是由于续航问题,充电问题,以及成本问题,无法在短期内大量普及。而60V是安全电压,也就是说只要低于60V的电压不需要采取额外的安全防护措施,48V电池的充电电压最高56V,已经很接近60V,即48V电池电压是安全电压下的最高电压等级了。

48V轻混系统相比高压混动系统而言,成本更低,却可以达到高压混动系统(电池电压>100V)大部分节能效果,按照德尔福的测算,48V轻混系统是高压轻混系统成本的30%,能达到高压轻混系统70%的节能效果。

48V轻混系统工作模式

1.自动启停(START/STOP):等红绿灯,车辆静止状态下,发动机处于关闭状态,48V大容量电池利用存储的能量维持车载电气的正常运行,发动机可以随时快速启动。

2.能量回收(RECUPERATION):能量回收可以将动能转化为电能,并存储到电池中。仅能量回收功能就可以降低大约7%的油耗。

3.动力辅助(BOOST):混动系统可以减小发动机的排量,在提速阶段,电机的辅助动力能弥补发动机动力的不足,实现不损失动力的情况下降低排放。

4.巡航(SAILING/ACTIVE ENGINE-OFF COASTING):在车辆恒速运行,并且电池电量充足的情况下,关闭发动机喷油系统,依靠电机来维持车辆运行。电机提供的动力用来抵消行驶阻力以及发动机的拖拽阻力。位于P2位置的BSG/ISG在高速巡航阶段,电能充足的情况下,可以彻底分离且关闭发动机,仅靠电机保持车辆巡航。当再次踩下油门踏板,发动机会迅速启动,平滑切入到当前车速。

5.滑行(COASTING):在松开油门,车辆处于滑行阶段,离合器分离发动机和传动系统的机械连接,彻底关闭发动机,实现更长的行驶距离。相当于传统车辆空档滑行,只不过传统车辆在切换到空档滑行之后,发动机转速在降到怠速时依然需要喷油来维持发动机的运行。

相较于纯电动与混合动力的解决方案,48V微混系统对动力驱动系统的改动不大,能够很快地进行部署,属于相对低成本快部署的方案。这也火爆的原因之一。

信息来源:郑州兰博尔

编辑排版:中华新能源编辑部

 

来源:郑州兰博尔
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