李勇

摘要：近年來(lái)，48V輕混技術(shù)在很多品牌的家用汽車(chē)上得到了應(yīng)用，一方面有人認(rèn)為這將在未來(lái)成為主流的汽車(chē)動(dòng)力模式之一，另一方面也有很多人認(rèn)為它是所謂的“假混動(dòng)”。本文將探討48V輕混技術(shù)的應(yīng)用背景、技術(shù)原理，并分析它的優(yōu)缺點(diǎn)以及未來(lái)的前景展望。以供各位讀者參考。

Abstract： In recent years， 48V mild hybrid technology has been used in many private cars. On the one hand， some people think it will become one of the mainstream vehicle power? in the future， on the other hand， many people think it is the so-called "fake hybrid". This paper will discuss the application background and technical principle of 48V mild hybrid technology， and analyze its advantages， disadvantages and future prospects. For your reference.

關(guān)鍵詞：混合動(dòng)力;新能源;48V輕混

Key words： hybrid power;new energy;48V mild hybrid

中圖分類號(hào)：U472.9???????????????????????????????????? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A????????????? ??????????????????? 文章編號(hào)：1674-957X（2021）21-0182-02

0? 引言

進(jìn)入新世紀(jì)以來(lái)，實(shí)用化混合動(dòng)力汽車(chē)（Hybrid Vehicle）早已成為千家萬(wàn)戶的選擇。早在2005年混動(dòng)汽車(chē)就已經(jīng)在國(guó)內(nèi)上市，自此開(kāi)始，采用高電壓電機(jī)的混合動(dòng)力系統(tǒng)一直是中國(guó)市場(chǎng)混合動(dòng)力汽車(chē)的主流，但是近年來(lái)，越來(lái)越多的廠商開(kāi)始給汽車(chē)加裝48V輕混系統(tǒng)，這是一套和之前的混動(dòng)系統(tǒng)有不少差別的動(dòng)力模式，那么48V輕混是否成為混動(dòng)汽車(chē)的另一大流派本文將對(duì)此進(jìn)行分析。

1? 48V輕混系統(tǒng)運(yùn)用的時(shí)代背景

在探討48V輕混系統(tǒng)的特點(diǎn)之前，有必要指出的是：目前汽車(chē)行業(yè)內(nèi)并不存在全球統(tǒng)一的分類標(biāo)準(zhǔn)，我們只是習(xí)慣性的將48V混合動(dòng)力系統(tǒng)稱為“輕混”（Mild Hybrid），相應(yīng)的，絕大多數(shù)從業(yè)者習(xí)慣把豐田的THS、本田的iMMD等混合動(dòng)力技術(shù)稱為“強(qiáng)混”（Strong Hybrid），甚至還干脆把自動(dòng)啟停這樣的使用12V等低電壓、不涉及驅(qū)動(dòng)的技術(shù)稱為“微混”（Micro Hybrid）。48V輕混系統(tǒng)在當(dāng)下其實(shí)并不算什么高新科技：遠(yuǎn)在2011年，奧迪、寶馬、奔馳、大眾和保時(shí)捷就聯(lián)合啟動(dòng)了48V輕混系統(tǒng)的研發(fā)和標(biāo)準(zhǔn)的制定。但是當(dāng)時(shí)這套模式未能獲得推廣，一來(lái)是因?yàn)楫?dāng)時(shí)汽車(chē)排放法規(guī)尚未達(dá)到極為嚴(yán)苛的程度，二來(lái)則是當(dāng)時(shí)強(qiáng)混技術(shù)更受青睞。但在當(dāng)下，由于排放法規(guī)日趨嚴(yán)格，48V輕混技術(shù)就成了很多廠商的選擇。業(yè)內(nèi)曾經(jīng)預(yù)計(jì)：“到2025年，全球售出的每10輛車(chē)中就將有一輛是48V輕度混合動(dòng)力汽車(chē)。”[1]

而在我國(guó)，2019年正式實(shí)施國(guó)家第六階段機(jī)動(dòng)車(chē)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，即“國(guó)六”排放標(biāo)準(zhǔn)以及2018年開(kāi)始實(shí)施的企業(yè)平均燃油消耗量積分（CAFC）和新能源車(chē)積分（NEV）的“雙積分”政策。前者將進(jìn)一步導(dǎo)致傳統(tǒng)燃油車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的排量、功率等數(shù)據(jù)遭到壓縮，而后者將促使各大廠商增加各種類型的新能源汽車(chē)的產(chǎn)能。在這種情況下，那些缺乏諸如豐田和本田的成熟混動(dòng)技術(shù)的廠商就需要?jiǎng)觿?dòng)腦筋了，比如上汽通用五菱和長(zhǎng)城汽車(chē)，就分別推出了五菱宏光Mini EV和歐拉系列這種相對(duì)低成本和技術(shù)水平的純電動(dòng)汽車(chē)以滿足“雙積分”政策，而另一些廠商，則選擇了使用相對(duì)簡(jiǎn)單的48V輕混技術(shù)直接改進(jìn)現(xiàn)有車(chē)型。長(zhǎng)安、通用、吉利乃至奔馳都推出了加裝48V輕混系統(tǒng)的車(chē)型。因此可以看出，48V輕混技術(shù)近年來(lái)在中國(guó)的興起很大程度上是受到相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策的影響。

所謂48V輕混，就是在汽車(chē)普遍標(biāo)配的12V電源系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，新增一套48V電池以及相應(yīng)的電機(jī)組成的混合動(dòng)力系統(tǒng)。將車(chē)用設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)電壓提升到48V，以便帶動(dòng)更大功率的車(chē)載系統(tǒng)，并與車(chē)輛上的其他系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)整合，48V輕混系統(tǒng)不僅能服務(wù)于車(chē)輛的自動(dòng)啟停等功能，更重要的是能在必要時(shí)為車(chē)輛提供輔助動(dòng)力并擁有動(dòng)能回收功能，這也是它在定義上能被算入“混動(dòng)系統(tǒng)”的原因，同傳統(tǒng)意義上的HEV相比，48V輕混系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單、占據(jù)空間更小，成本更低，更適用于對(duì)現(xiàn)有燃油車(chē)型的改進(jìn)，不過(guò)相應(yīng)的48V輕混系統(tǒng)在性能上也遜色于傳統(tǒng)意義上的混動(dòng)系統(tǒng)，以至于在消費(fèi)者群體中甚至有著“假混動(dòng)”的外號(hào)。

2? 48V混動(dòng)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)

48V系統(tǒng)主要由三個(gè)部分組成：即電池組、BSG電機(jī)以及12V/48V雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器。其中BSG（Belt-Driven Starter Generator）電機(jī)一般為高性能、緊湊型三相永磁同步電機(jī)，與發(fā)動(dòng)機(jī)相連，取代了傳統(tǒng)家用車(chē)的發(fā)電機(jī)，并由電機(jī)控制器負(fù)責(zé)直流/交流轉(zhuǎn)換、變頻、變流等功能。BSG電機(jī)在不同工況下具有不同的功能：

①怠速啟停：車(chē)輛怠速靜止?fàn)顟B(tài)下，發(fā)動(dòng)機(jī)處于關(guān)閉狀態(tài)，依靠48V電池系統(tǒng)維持車(chē)載電氣設(shè)備的運(yùn)行，并進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)的快速啟動(dòng);

②動(dòng)能回收：在汽車(chē)滑行或制動(dòng)時(shí)，BSG電機(jī)將作為發(fā)電機(jī)發(fā)電將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能，并存入電池;

③輔助驅(qū)動(dòng)：電機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)配合，在加速階段電機(jī)提供的動(dòng)力能提供輔助驅(qū)動(dòng)力，一定程度上解決小排量發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力較弱的問(wèn)題;

④純電行駛：48V輕混系統(tǒng)的電池電量較小，但仍然可以支持BSG電機(jī)在不啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下進(jìn)行單獨(dú)依靠電機(jī)維持車(chē)輛行駛的狀態(tài)。

除了電機(jī)，48V輕混系統(tǒng)另一個(gè)重要部分是48V鋰電池，選用48V這個(gè)數(shù)值是因?yàn)槠涞陀谌梭w安全直流電電壓60V。雙向12V/48V轉(zhuǎn)換器則可以保證車(chē)內(nèi)一些低功率設(shè)備繼續(xù)使用12V直流電，而空調(diào)壓縮機(jī)和起動(dòng)電機(jī)等則使用48V電壓。另外依據(jù)資料，48V系統(tǒng)的成本僅比12V系統(tǒng)高出大約5000-8000元[2]，使得其售價(jià)與燃油車(chē)型相差不大。

3? 48V輕混系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)

前面提到過(guò)：48V輕混系統(tǒng)的推廣，很大程度上是政策導(dǎo)向的結(jié)果。因?yàn)榕欧耪叩闹饾u收緊，不少大排量的家用車(chē)型都在換代后采用了更小排量的發(fā)動(dòng)機(jī)：比如豐田卡羅拉就從1.6L變成了1.2T、大眾、現(xiàn)代等也放棄了1.6L換為了1.5L，48V輕混系統(tǒng)的加入，可以在一定程度上彌補(bǔ)排量變小帶來(lái)的不可避免的動(dòng)力下降、加速性能不佳的問(wèn)題。更重要的是，因?yàn)?8V輕混系統(tǒng)的電機(jī)可以讓汽車(chē)在起步時(shí)采用純電驅(qū)動(dòng)起步的方式，因?yàn)榭梢杂行У谋苊獍l(fā)動(dòng)機(jī)低扭狀態(tài)下扭矩輸出不足、起步慢的問(wèn)題，尤其是當(dāng)前三缸發(fā)動(dòng)機(jī)流行，其低速狀態(tài)下的抖動(dòng)問(wèn)題一直讓消費(fèi)者對(duì)三缸發(fā)動(dòng)機(jī)避而遠(yuǎn)之，48V輕混系統(tǒng)的加入可以極大的改善三缸發(fā)動(dòng)機(jī)起步和怠速狀態(tài)下的抖動(dòng)幅度、使其更快的進(jìn)入更平穩(wěn)的轉(zhuǎn)速區(qū)間從而保證三缸車(chē)型的行駛舒適性。

而備受關(guān)注的燃油經(jīng)濟(jì)性方面，前面說(shuō)過(guò)，48V輕混系統(tǒng)能在汽車(chē)行駛過(guò)程中較為費(fèi)油的起步階段很好的起到節(jié)油效果，因此相比傳統(tǒng)的燃油車(chē)型，采用48V輕混系統(tǒng)的省油效果大約在10%左右，這種水平的省油效果是和以豐田的THS、本田的 iMMD為代表的油電混動(dòng)系統(tǒng)相差較大的，這也是48V輕混系統(tǒng)被消費(fèi)者戲稱為“假混動(dòng)”的主要原因之一，不過(guò)需要指出的是，輕混系統(tǒng)相對(duì)于同款發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油車(chē)型，省油效果是真實(shí)存在的，如果算上48V輕混系統(tǒng)更低的技術(shù)門(mén)檻和成本，按性價(jià)比來(lái)看，依舊是具有不小的吸引力的。另一個(gè)48V輕混系統(tǒng)所被人擔(dān)心的缺點(diǎn)則是48V電池的壽命問(wèn)題，因?yàn)橄鄬?duì)于燃油車(chē)型新增了一套電機(jī)和電池系統(tǒng)，因?yàn)楣收下实奶嵘途S護(hù)保養(yǎng)、電池更換帶來(lái)的費(fèi)用成了目前很多消費(fèi)者所擔(dān)心的問(wèn)題。

4? 前景展望：第三條路還是過(guò)渡技術(shù)

48V輕混技術(shù)從大規(guī)模應(yīng)用至今已經(jīng)好幾年了，盡管一些業(yè)內(nèi)機(jī)構(gòu)對(duì)48V輕混系統(tǒng)的前景比較看好，目前在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)銷(xiāo)售的48V輕混系統(tǒng)車(chē)型也有十余款之多。不過(guò)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示2020年48V輕混車(chē)型的銷(xiāo)量約在33萬(wàn)輛左右，在當(dāng)年全年汽車(chē)總銷(xiāo)量中的比重很低，僅為約1.64%。一個(gè)顯而易見(jiàn)的結(jié)論是：48V輕混車(chē)型雖然銷(xiāo)量可觀，但并未出現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)。

造成這種情況的原因有很多，比如汽車(chē)之家等網(wǎng)站的調(diào)查顯示很多經(jīng)銷(xiāo)商在營(yíng)銷(xiāo)活動(dòng)中并未大力推廣過(guò)48V輕混系統(tǒng)，相關(guān)的科普工作也寥寥無(wú)幾，顯然不止很多客戶對(duì)48V輕混系統(tǒng)缺乏了解，經(jīng)銷(xiāo)商也存在同樣的情況。另一個(gè)觀點(diǎn)則是經(jīng)銷(xiāo)商更多的把48V輕混系統(tǒng)視為汽車(chē)上的一項(xiàng)配置，而非一套混合動(dòng)力系統(tǒng)，因此缺乏推廣的動(dòng)力。第二個(gè)原因則是因?yàn)槌Ｒ?guī)的油電混動(dòng)車(chē)型在中國(guó)的銷(xiāo)量持續(xù)增長(zhǎng)，性能相對(duì)遜色的48V輕混車(chē)型在追求混動(dòng)車(chē)型諸多優(yōu)點(diǎn)的客戶眼中是個(gè)雞肋般的存在，而48V輕混系統(tǒng)本被認(rèn)為是三缸車(chē)型的救命稻草，但是三缸車(chē)型的銷(xiāo)量腰斬反而導(dǎo)致部分如通用等品牌重新給走量車(chē)型換回了四缸發(fā)動(dòng)機(jī)，這就使得48V輕混系統(tǒng)又失去了一個(gè)賣(mài)點(diǎn)。

另一方面，可謂是成也政策、敗也政策?！半p積分”政策使得那些短時(shí)間內(nèi)缺乏成熟可靠的油電混動(dòng)技術(shù)的車(chē)企選擇48V輕混系統(tǒng)。但同樣是政策原因，2020年10月發(fā)布的《節(jié)能與新能源汽車(chē)技術(shù)路線圖2.0》明確提出：“至2035年，我國(guó)節(jié)能汽車(chē)與新能源汽車(chē)年銷(xiāo)量將各占一半，傳統(tǒng)能源動(dòng)力乘用車(chē)將全部轉(zhuǎn)為混合動(dòng)力”[3]。但是48V輕混系統(tǒng)并未被列入“混合動(dòng)力”之內(nèi)，這反而導(dǎo)致“假混動(dòng)”的綽號(hào)成了真，48V輕混車(chē)型因此不能享受相關(guān)補(bǔ)貼。雪上加霜的是，“雙積分”政策也在發(fā)生變化，2020年6月經(jīng)過(guò)修改后發(fā)布的《乘用車(chē)企業(yè)平均燃料消耗量與新能源汽車(chē)積分并行管理辦法》提出了“低油耗乘用車(chē)”的概念，按照“低油耗乘用車(chē)”的分類方法，以現(xiàn)有的48V車(chē)型的油耗幾乎全部無(wú)法歸類到“低油耗乘用車(chē)”之中，那么車(chē)企制造48V輕混車(chē)型獲得的積分收益將大打折扣，不得不回到研發(fā)達(dá)標(biāo)的常規(guī)HEV車(chē)型的路線上來(lái)。總之，對(duì)于廣大車(chē)企而言，48V輕混帶來(lái)的效益正在下降。

從現(xiàn)狀來(lái)看，48V輕混很難成為純電汽車(chē)和常規(guī)混合動(dòng)力之外的第三條道路，但是如果將其視為一種傳統(tǒng)12V電源系統(tǒng)的升級(jí)版本，用于滿足現(xiàn)有燃油車(chē)型越來(lái)越多的用電設(shè)備日益增長(zhǎng)的電能需求以及在小排量發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)代增強(qiáng)車(chē)輛動(dòng)力性能和燃油經(jīng)濟(jì)性的一項(xiàng)配置，那48V輕混系統(tǒng)依然將發(fā)揮它的價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄭劼.第三種選擇[J].汽車(chē)觀察，2016（12）：82-83.

[2]鄭雪芹.奔馳全新C級(jí)車(chē)上市，能否引爆中國(guó)48V市場(chǎng) [J].汽車(chē)縱橫，2018（12）：44-47.

[3]中華人民共和國(guó)工業(yè)與信息化部.《節(jié)能與新能源汽車(chē)技術(shù)路線圖2.0》正式發(fā)布[EB/OL].（2020-10-27）.https：//www.miit.gov.cn/jgsj/zbys/qcgy/art/2020/art_7eea943abda746339d899bd5fd520c92.

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