本文引用資料:
一、引言
德國大陸公司根據電機功率、
CO2排放減少量,
將混合動力和純電動汽車,
分為以下幾種:
12V微混、
48V弱混(輕混)、
混合動力HEV、
插電混合動力PHEV、
純電動EV。
由於資源、政策、技術、專利等各方面原因,
各國的混合動力和純電動汽車路線,
有不同側重點:
中國以EV、PHEV為主;
日本以不可插電的HEV為主,
以豐田THS、本田i-MMD為代表,
(日本也有EV如日產Leaf、
PHEV如三菱Outlander等);
美國既有EV,
也有通用為代表的PHEV、增程式路線;
歐洲更熱衷於48V HEV,
如博世、大陸、法雷奧等,
(歐洲也有EV如寶馬i3、ABB的HEV、PHEV等);
其他國家的德爾福、江森自控,
A123、奧地利AVL等也有48V產品。
48V兩個誤區:
1、誤區一:完全取消12V電氣系統
由於12V電氣系統的領導地位,
短期內不可能完全取消12V。
2、誤區二:48V純電動汽車
即使50kW的相對小的驅動電機,
如果48V,
電流高達1000A。
各個廠家的48V方案,
大同小異,
主要部件包括:
(1)BSG(發動機皮帶驅動的電機):
(2)48V電池:
(3)DC/DC等。
保留了原來的12V電氣系統,
而不是48V完全代替12V電氣系統,
48V支持較大的電氣負載,
如電動渦輪增壓、電動空調等。
48V還有制動能量回收、啟停、滑行、輔助驅動等功能。
二、博世48V BRS系統(Boost Recuperation System)
▶降低燃料消耗、CO2排放;
▶經濟高效的入門級混合動力解決方案;
▶適於現有和未來車輛,支持跨平臺使用;
▶兼容所有變速箱和發動機類型;
▶為舒適性和安全性,引入48 V大功率設備;
▶小型發動機(電機輔助驅動);
▶無需高壓保護(電壓<60 V)。
1、制動時BRS系統向48V電池充電
燃料消費量減少高達7%。
2、BRS系統提供額外扭矩,有助於加速
電能由48V電池提供。
3、BRS系統啟停功能
關閉內燃機後由兩個電池供電。
快速平穩地重新啟動發動機。
4、BRS系統提供滑行功能
如果加速和制動踏板都沒有被踩下,
在滑行或下坡行駛時,
BRS會自動關閉內燃機。
車輛零排放、無噪音行駛。
電池:
BSG:
▶風冷電機,集成控制和風扇;
▶效率高達88%;
▶啟動發動機時扭矩:最大值 56 Nm,
(曲軸上約160 Nm);
▶再生制動時輸出:
48 V時最大11.5 kW;
▶驅動時輸出:
48 V時最大9.7 kW;
▶重量:約8.5kg;
▶ 尺寸:直徑148 x 長度169 mm。
DC/DC:
▶雙向轉向;
▶效率高(96%);
▶標稱電壓:48/12 V;
▶額定輸出:最大3 kW;
▶重量:2.7kg;
▶尺寸:220 x 183 x 75 mm。
三、德爾福48V:
綠燈時,
一旦放鬆剎車踏板後,
電動渦輪便開始將空氣壓縮進發動機,
沒有渦輪遲滯。
電機啟動發動機,
電機和發動機共同加速車輛,
直到一定速度以後,
電機停止,
發動機單獨驅動。
紅燈時,
一旦放鬆油門踏板後,
滑行時,
電機就開始發電,
充電進48V電池中,
踩剎車踏板,
電機再生制動,
承當一部分制動功能,
更快充電。
直到汽車完全停止,
發動機自動熄火。
四、大陸48V
BSG:
▶輸出扭矩: 150 Nm
▶峰值功率 (驅動模式):14 kW
▶峰值功率 (發電模式):16 kW
▶持續轉速:最高20000 rpm
▶防護等級: IP6K6K
▶冷卻方式:液冷
▶降低耗油量:13%
▶集成逆變器:沒有連接器和線纜
▶發動機快速啟動
▶發動機關閉時滑行
DC/DC:
▶持續功率(降壓):3 kW
▶持續電流:215 A(降壓), 58 A(升壓)
▶效率:>95 %
▶輸入電壓:24 - 54 V
▶輸出電壓: 6 - 16 V
▶防護等級:IP6k9k
▶雙向DC / DC
▶48V預充電功能
五、法雷奧48V(Hybrid 4 All)
法雷奧Hybrid 4 All包含:
48V低壓系統、
啟動發電一體機(15KW),
不僅減少15%的油耗,
價格也便宜了將近一半,
佔用空間則與常規發動機相同。
結合了法雷奧的Stop-Start起停系統、
再生制動技術和扭矩輔助功能。
Hybrid 4 All 具有以下功能:
▶增強型起停功能,能夠在更高的速度時關閉發動機、更快地起動等,
▶高效發電,
▶減速和制動時回收能量,
▶扭矩輔助功能,幫助內燃機小型化,減小發動機尺寸,
▶電動模式下起動,
▶能在低速、有限加速或70km/h以下勻速時使用電動模式。
BSG:
DC/DC:
六、江森自控48V電池
▶容量: 10Ah
▶ 重量: < 7kg
▶尺寸: 175x354x100 mm
▶集成 BMS / switch / fuse
▶可選主動風冷
▶13 kW放電功率
▶14 kW充電功率
七、A123 48V電池
八、AVL 48V
2020年中國新能源補貼將完全退出,
(針對EV、PHEV的補貼),
而48V弱混對整車原有系統的更改較小,
成本5000元人民幣左右,
比HEV、PHEV成本低很多。
中國《汽車產業中長期規劃》:
2020年乘用車新車平均燃料消耗量5L/100 km,
節能汽車4.5L/100 km,
達到國六排放。
2025年乘用車新車平均燃料消耗量4L/100 km,
排放達到國際先進水平。
各國燃料消耗量、排放目標:
可以預見,
接下來幾年,
中國及歐美日市場,
48V弱混必將迎來規模發展的“風口”。
有志於深入研究48V的讀者,
在朋友圈轉發此文章,
並與微信號tangzhouping88聯繫。
閱讀更多 汽車先進技術 的文章