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        48V動(dòng)力總成系統(tǒng)為什么成了行業(yè)熱點(diǎn)

        2016-07-31 18:52:55楊作濤
        汽車與駕駛維修(維修版) 2016年11期
        關(guān)鍵詞:法雷奧增壓器量產(chǎn)

        文、圖:楊作濤

        48V動(dòng)力總成系統(tǒng)為什么成了行業(yè)熱點(diǎn)

        文、圖:楊作濤

        在今年4月份的北京車展上,法雷奧曾展示過e4Boost 48V動(dòng)力總成系統(tǒng),最近48V動(dòng)力總成系統(tǒng)突然又成為汽車行業(yè)的熱點(diǎn)。其實(shí),48V動(dòng)力總成系統(tǒng)并不是新技術(shù),早在2004年法雷奧在全球首創(chuàng)了汽車起停系統(tǒng),就為其在48V混合動(dòng)力系統(tǒng)領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)地位奠定了基礎(chǔ),目前該系統(tǒng)已經(jīng)落戶中國(guó)并將于2017年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

        什么原因促成48V動(dòng)力總成系統(tǒng)成為熱點(diǎn)

        雖然48V動(dòng)力總成系統(tǒng)早已是成熟技術(shù),然而在中國(guó)乃至歐美國(guó)家并未被大家所熟知。近年來節(jié)能減排法規(guī)的日益嚴(yán)格,尤其是中國(guó)從2016年1月1日起開始實(shí)施第四階段平均燃油消耗標(biāo)準(zhǔn),標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定到2020年乘用車的平均燃油消耗量降至5 L/100 km,對(duì)應(yīng)CO2排放約為120 g/km,并對(duì)屆時(shí)不能滿足標(biāo)準(zhǔn)的量產(chǎn)車制定了嚴(yán)格的懲罰措施。此標(biāo)準(zhǔn)一出,各大汽車廠商無不為之苦惱。按照工信部公布的數(shù)據(jù),2015年乘用車實(shí)際平均油耗為7.97 L/100 km,這個(gè)數(shù)值距離5 L/100 km的油耗標(biāo)準(zhǔn)差距還很大。

        在這個(gè)大背景下,如何使量產(chǎn)車滿足油耗標(biāo)準(zhǔn)就成為汽車廠商急需解決的問題。目前,全球汽車行業(yè)普遍的共識(shí)是:在發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)整合領(lǐng)域,技術(shù)改進(jìn)已經(jīng)接近極限,只有通過電氣化才能解決節(jié)能減排的問題。

        為什么選擇48V動(dòng)力總成系統(tǒng)

        目前車輛普遍使用的是12 V動(dòng)力系統(tǒng),此系統(tǒng)可以通過起停功能和制動(dòng)能量回收實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排,但是功率的限制使它的節(jié)能效果受到制約。而48V系統(tǒng)可以更有效地發(fā)揮起停功能的作用,而且為汽車上越來越多的電氣系統(tǒng)提供支持,例如在發(fā)動(dòng)機(jī)起停時(shí)使用戶體驗(yàn)更舒適,同時(shí)最高可降低25%的燃油消耗。另外,將動(dòng)力系統(tǒng)的電壓設(shè)置為48V也是很有講究的。根據(jù)歐洲ECE R100法規(guī)規(guī)定,直流電壓60 V和交流電壓30 V以下屬于安全電壓,不會(huì)造成人身危險(xiǎn),而48V動(dòng)力總成系統(tǒng)的最高電壓一般在54 V左右,在安全電壓的范圍之內(nèi)。

        而且,48V動(dòng)力系統(tǒng)是性價(jià)比較高的成熟產(chǎn)品。相對(duì)于純電動(dòng)與混合動(dòng)力的解決方案,48V動(dòng)力系統(tǒng)屬于微混系統(tǒng),其優(yōu)勢(shì)在于對(duì)傳統(tǒng)動(dòng)力系統(tǒng)的改動(dòng)不大,能夠很快地進(jìn)行部署。對(duì)于國(guó)內(nèi)汽車廠商而言,盡管在政策的推動(dòng)下會(huì)進(jìn)行電動(dòng)車和混合動(dòng)力車的開發(fā),但是這些車輛從開發(fā)到量產(chǎn)再推向市場(chǎng)所涉及的關(guān)鍵部件過多,導(dǎo)致周期太長(zhǎng),因此急需48V動(dòng)力系統(tǒng)這樣性價(jià)比較高的快速解決方案。

        48V動(dòng)力總成系統(tǒng)的主要部件

        法雷奧48V e4Boost 動(dòng)力總成系統(tǒng)由48V iBSG起發(fā)電一體機(jī)、48V電子增壓器、增強(qiáng)型制動(dòng)能量回饋系統(tǒng)、DC/DC(直流/直流)轉(zhuǎn)換器和48V電池構(gòu)成。

        (1)iBSG起發(fā)電一體機(jī)是系統(tǒng)的核心部件之一。它與傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)體積相當(dāng),安裝于發(fā)動(dòng)機(jī)前端,通過曲軸皮帶傳動(dòng)。由于其同時(shí)具備發(fā)電機(jī)和起動(dòng)機(jī)的功能,便于集成安裝,因此這種集成電機(jī)將進(jìn)一步推動(dòng)傳統(tǒng)能源發(fā)動(dòng)機(jī)的小型化和輕量化。iBSG可以幫助大多數(shù)量產(chǎn)車型實(shí)現(xiàn)混合動(dòng)力系統(tǒng)功能,主要包括:支持起步起停和滑行起停(包括在高速行駛狀態(tài)下的滑行);為車輛提供制動(dòng)能量回收和輔助扭矩;優(yōu)化汽車變速器的換擋策略,為車輛提供更好的性能和燃油經(jīng)濟(jì)性;最高可為車輛提供12 kW的輔助功率,在車輛起步時(shí)輸出高扭矩,在車輛低速行駛需要加速時(shí)為發(fā)動(dòng)機(jī)提供補(bǔ)充動(dòng)力;在不影響駕乘舒適性的前提下,提升車輛燃油經(jīng)濟(jì)性。

        (2)48V電子增壓器,這是系統(tǒng)的核心部件之一。為提高發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率,小型化的發(fā)動(dòng)機(jī)通常會(huì)采用廢氣驅(qū)動(dòng)的渦輪增壓器,但廢氣渦輪增壓器在動(dòng)力響應(yīng)方面會(huì)出現(xiàn)時(shí)滯現(xiàn)象,而法雷奧48V電子增壓器可以解決這種。采用磁阻開關(guān)技術(shù)的電子增壓器由電機(jī)驅(qū)動(dòng),可以做到幾乎完美的即時(shí)響應(yīng)(250 ms以內(nèi))。

        48V動(dòng)力總成系統(tǒng)的工作原理

        在車輛起動(dòng)階段,iBSG皮帶式起發(fā)電一體機(jī)提供大功率輸出,快速帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸,車輛起動(dòng)非常迅速,并且消除了12 V起停系統(tǒng)的抖動(dòng)現(xiàn)象,駕乘者幾乎感覺不到車輛在起動(dòng)。在車輛制動(dòng)時(shí),該系統(tǒng)可以將制動(dòng)能量回收,同時(shí)給48 V電池和12 V電池充電,這是該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高效節(jié)油的重要功能。

        車輛需要加速時(shí),iBSG系統(tǒng)可以在幾毫秒內(nèi)做出響應(yīng),為車輛提供輔助功率;汽車從靜止起步時(shí),iBSG系統(tǒng)可以為車輛提供短時(shí)低速純電動(dòng)行駛所需動(dòng)力,尤其在跟車的時(shí)候,不但具有節(jié)油效果,而且消除了發(fā)動(dòng)機(jī)不斷起停帶來的不舒適感。

        AD&S:國(guó)內(nèi)汽車廠商對(duì)于48V動(dòng)力總成系統(tǒng)是什么態(tài)度?預(yù)計(jì)48V動(dòng)力總成系統(tǒng)將達(dá)到什么樣的市場(chǎng)份額?

        法雷奧中國(guó)總裁畢諾(Edouard de PIREY):國(guó)內(nèi)客戶對(duì)48V動(dòng)力系統(tǒng)非常感興趣,他們對(duì)節(jié)能減排的需求更強(qiáng)烈,急需48V動(dòng)力系統(tǒng)來滿足環(huán)保法規(guī)的要求,但客戶也有一些要求,例如我們對(duì)客戶需求的響應(yīng)速度要快,提供的產(chǎn)品成本要低。法雷奧48V動(dòng)力總成系統(tǒng)將在2017年第一季度實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),預(yù)計(jì)到2020年,法雷奧在中國(guó)市場(chǎng)實(shí)現(xiàn)的裝機(jī)量將達(dá)到100萬臺(tái)。品,一方面是因?yàn)镾UV車型油耗的確比較大,另一方面SUV通常也是銷量較大的車型,將節(jié)油技術(shù)應(yīng)用于批量較大的車型能更好地幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)整體平均油耗下降的目標(biāo)。另外SUV車型相對(duì)普通車型來說,成本的增加相對(duì)不那么敏感,更易于應(yīng)用新技術(shù)。

        AD&S:對(duì)于油耗偏高的SUV車型的生產(chǎn)廠商,采用48V動(dòng)力系統(tǒng)的愿望是否會(huì)更強(qiáng)一些?

        法雷奧汽車電子產(chǎn)品事業(yè)部中國(guó)區(qū)業(yè)務(wù)發(fā)展總監(jiān)楊華:我們可以根據(jù)客戶的需求提供不同的解決方案。的確有很多客戶希望將48V動(dòng)力系統(tǒng)應(yīng)用于他們的SUV產(chǎn)

        AD&S:48V動(dòng)力系統(tǒng)是否需要兩塊蓄電池?這是否會(huì)影響到整車重量?48V系統(tǒng)在技術(shù)發(fā)展上是否有瓶頸?

        法雷奧亞太區(qū)動(dòng)力總成研發(fā)經(jīng)理張雪飛:48V動(dòng)力系統(tǒng)通常需要兩塊電池,48 V鋰電池和傳統(tǒng)的12 V電池。我們可以對(duì)12 V電池進(jìn)行小型化,因?yàn)?8 V電池可以通過DC/DC轉(zhuǎn)換器對(duì)12 V電網(wǎng)補(bǔ)充電能??傮w而言,車身重量增加并不明顯,在空間布置上也不會(huì)有問題。至于技術(shù)發(fā)展瓶頸,48V動(dòng)力系統(tǒng)是一套系統(tǒng)的解決方案,它可以進(jìn)行不同的組合。如果只采用48V iBSG電機(jī),可能沒辦法一步到位實(shí)現(xiàn)4 L/100 km的油耗目標(biāo),但是如果進(jìn)行一定的組合,例如將iBSG與48V電子增壓器相結(jié)合,發(fā)動(dòng)機(jī)功率就會(huì)實(shí)現(xiàn)很大提升,節(jié)油效果就可以達(dá)到20%以上。

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