外观稳重大气,48V混合动力现状分析和技术路线

来源:http://www.cnganlin.com 作者:韦德国际汽车 人气:51 发布时间:2019-06-02
摘要:欧洲近几年把48V系统搞的火热,奥迪量产了电增压Q7。另外,48VBISG启停技术也将要在2020年之前在欧洲普及。现在主要的几个48V系统相关供应商也都在紧密安排在其他市场的匹配和量产工

欧洲近几年把48V系统搞的火热,奥迪量产了电增压Q7。另外,48V BISG启停技术也将要在2020年之前在欧洲普及。现在主要的几个48V系统相关供应商也都在紧密安排在其他市场的匹配和量产工作。

随着科技的发展和人们生活水平的提高,汽车在我们的生活中扮演着越来越重要的角色。我们对汽车的要求也不像以前一样仅用作日常代步。如今的汽车上,各种电子设备比以前更多了,特别是很多智能化的配置,都需要供电,12V电源系统已经有点力不从心了。48V微混概念逐渐进入了我们的视野,并发展起来。

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车叔今天要解答的就是,48V MHEV到底能给主机厂带来什么?以后会怎么发展?里面有什么细节?

起源

车型

下面车叔一个一个回答:

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指导价

. 现状分析

48V微混系统是怎么来的呢?这要从发动机启停技术说起。众所周知发动机启停技术就是在车辆行驶过程中停车怠速的时候,自动熄火。当需要继续前进的时候,自动重启发动机的一套系统。设计之初是为了减少发动机在停车怠速时的油耗。从而达到降低排放,节能环保的目的。然而实际使用过程中却被许多车主诟病。原因是在堵车的时候发动机启停频繁的介入会产生顿挫感,使得本来就焦躁的心情变得更糟。很多车主都会将其关掉。还有的老司机认为频繁的启动和熄火动作会给电瓶和启动机增加负荷,并且加速老化,时间长了容易坏。

现价

. 技术路线

发展

优惠金额 (万元)

. MHEV分类

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现车情况

. 技术难点

就这样,本来挺好的功能一直不被大家认可,聪明的工程师另辟蹊径,从根源上解决大家诟病的问题。出现了48V微混系统。所谓48V微混系统,可以看成是12V启停系统的升级版,最大的变化有两点:1、采用了锂离子电池代替传统的铅酸电池;2、用BSG、ISG、ISA电机与发动机并联,代替传统的启动电机和发电机。但值得注意的一点是,原有的12V电瓶和起动机并没有消失,毕竟,很多电气零部件都是以12V为设计标准的,完全替换的代价太大。如果细心观察的话,你会发现,很多技术成熟的插电式混合动力和增程式混合动力的车中,也没有取消掉12V电源。

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. 现状分析

功用

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弱混,其实从名字上就看得出来是一个向强混过度的技术路线。存在的意义就是非常高的“产出/投入”比例。在原有车辆构架的基础上,加一个48V电池和DCDC转换器。因为电压不高,涉及的安全等级也不需要过多的保护处理。

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以前48V供应商来宣传的时候,一直在宣传电增压多便宜,BISG多便宜,但是都不提电池成本。现在随着48V的普及,一套电池系统供应多个用电器,均摊成本就下降很多了。车叔看到过一个欧洲主机厂MHEV量产时间表,接下来几年内蜂拥而至,应对2020排放标准。而目前供应48V BISG的厂商包括法雷奥,博世,大陆,LG等。

48V微混的启停不是简单的让启动机介入点火,而是直接给予发动机一定的动力,直接将发动机的转速提高到正常怠速范围,不需要通过增加喷油量的方式让发动机启动,以最理想的比例供给油气,也就降低了油耗。并且起步更加平顺。48V微混系统在加速阶段也可以贡献一定的正向扭矩,相对应的,发动机需要输出的扭矩就可以适当降低,那么负荷降低了,油耗也就降低了。而在减速阶段,48V微混系统可以能量回收,原本由刹车片消耗掉的一部分能量,现在可以回收储存到电池系统中了。

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在MHEV中,举足轻重的就是BISG启停电机。由于加大了电压,功率能够支持快速启动和停止发动机。一般热机能够达到0.5秒左右以内,这比我们一般绿灯起步时“踩下离合器踏板- 挂一档- 松离合”的速度要快。而且由于启动速度快,不会出现以前那种“突突突”好几下才能启动的情况,对于驾驶舒适性和nvh有很大帮助。

应用

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在车辆静止或者滑行时,发动机熄火的速度也会快很多,达到0.4-0.5秒以内,比起以往的自动停机可以快将近一倍。同时还可以回收一部分电能。

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在冷启动时,也可以通过BISG来增加发动机负载,提高排气温度来加快暖机速度。当然,目前的BISG很少能满足长时间持续大扭矩输出(极限扭矩往往在50Nm左右)。

当然48V微混不是只有这点本事,以老大哥奔驰为例,新款S上就使用48V微混系统。首先是发动机附件,包括起动机、水泵、油泵、空调压缩机等全部采用电机驱动,产热少、燃效高。然后是增压器部分,奔驰M256发动机在传统废气涡轮增压器的基础上加装了一个电子涡轮增压器。在发动机处于中低转速时,废气压力不足,废气涡轮增压器转速偏低,进气压力不够,效果差、迟滞明显,这时候电子涡轮就可以直接带动涡轮叶片,给发动机进气增压,且增压效果不受发动机转速影响,直接由电机的输出功率决定。很显然,这种高功率、高转速的电子增压器,传统的配电系统是不可能带的起来的。

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另一方面,最近火热的电增压其实在业界已经研究了不少年。法雷奥购买了CPT(Controlled Power Technologies)的乘用车(3.5吨以下车型应用)开关磁阻电机技术(Switched Reluctance Motor)之后当上了电增压的先驱者,奥迪用的就是这套系统。紧随其后的众厂商(博格华纳,霍尼韦尔,皮尔伯格,三菱重工,等等)也靠着永磁同步电机进入了市场。当然还有通过eCVT及类似系统支持的Eaton和IntegralPowertrain,以及其他一些更少见的电增压概念。车叔会结合经验单写一篇,详细分析一下搞电增压需要掌握的技术,以及主机厂在什么时候什么条件下应用电增压有可能有更大优势)

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从宏观上理解电增压,实际上,它是利用低压系统在消耗很少电能的前提下为发动机提供更多进气量。而发动机可以用多喷油的方式,在总输出功率上产生一个放大比例。电增压消耗3-5千瓦能量的同时,发动机可以多输出15千瓦甚至更多。

当然除了国外品牌,很多自主品牌也在大力发展48V微混技术。去年的上海车展上奇瑞就发布了自家的48V微混技术,在现有的1.5T发动机的基础上,增加了48V电池组和变压器。并将12V启动机,换成了起发电一体机。他能帮助发动机最快在0.15秒内完成启动,有效的减小发动机启动时的震动感,提升舒适度。虽然在电气化方面还落后于国外品牌。但这无疑是给自主品牌的发展注入了一针强心剂。

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其实发动机将额外的油气转化成能量的过程本身并没有太多的效率改善。而且,现在的电增压基本都是瞬态工作(几秒钟而已,最大工作时间根据载荷而定)。但是,瞬间释放额外能量的能力,给整车匹配带来了很大帮助。

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现车充足

实际上奥迪配备了电增压的新款柴油机低速扭矩特性也只是在瞬时能够达到,超过这个时间,低速扭矩就会下降。但是车辆如果是在平路上加速的话,3-5秒后车辆已经进入高速,不再需要低扭。唯独的问题是在低速高扭,爬坡的时候会出现扭矩在几秒之后衰退。另外,48V电池的电量和充电能力也不足以支持一分钟内过多次数的急加速。

写在最后

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总结一下电增压能够带来的帮助:

研究显示,48V微混技术及电气化改造可以帮助汽车实现10%-15%的燃效提升,但硬件成本只增加5%,并且随着技术逐渐成熟和产业化、规模化,这个数值还会持续降低。此前,国务院在发布的《节能与新能源汽车产业发展规划(2012―2020年)》中明确表述:到2020年,当年生产的乘用车平均燃料消耗量降至5L/100km。48V微混技术被寄予厚望,它将带动传统内燃机汽车全面进入5L/100km低油耗时代。

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非常直观的,大幅改善增压发动机响应速度。

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关键词: 韦德国际 混合动力 路线 现状分析 内燃机

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