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内燃机还能再抢救一下?于是有了48伏电气系统

By 情迷布拉格 •  2018-10-09 08:01 •  5次点击 短消息

新能源技术尚未成熟,排放法规逐渐严苛,48V电气系统或许是个不错的折中选择。


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我们知道,目前绝大多数量产车都采用12伏电气系统,调高车载电气系统的电压这在汽车发展历史上并不是第一次。1918年,随着起动机的诞生,汽车首次引入蓄电池,那时候车载蓄电池的电压为6伏,并且正极接地。随着汽车技术的发展,上世纪五十年代,6伏蓄电池被升级到今天的12伏。截止到今天,12伏电压统治车载电气系统已经60多年。



 为什么提高电气系统电压?


其实每一次车载电气系统电压的升级都伴随着汽车技术的飞速发展,技术的飞速发展大多伴随着用电设备的增加,这对于电气系统的功率输出提出了更高的要求。我们知道,功率=电压×电流,当电压恒定的情况下,想要负载更多的电气设备就只能提高输出电流,然而,这是不现实的。


12伏电气系统在引入启停装置之后就基本已经达到了功率输出的极限,如果在此基础上再引入轻混系统,功率需求就需要10千瓦到15千瓦,此时的电流输出就要高达1000安。此时的电阻热损耗是无法接受的,对导线截面积的要求都将更高。


 48伏的优势?



首先,48伏电气系统能够进一步优化发动机启停功能,电压升高获得更大的功率,起动机能够更加轻松地将发动机转速迅速提升到较高转速,这可以完全避免12伏电气系统因转速较低带来的不平顺,这也为滑行状态完全停止发动机创造了条件。


其次,由于发电机与起动机合二为一,能够非常方便的实现制动能量回收,还可以在低速或需要急加速时为发动机补充额外动力。电子增压器也是48伏电气系统的另一个技术亮点,通过电子增压器与传统涡轮增压器的并联使用,可以完全消除低转速时涡轮迟滞的现象。在此基础上,还有条件让传统涡轮的尺寸进一步增大,压榨出更多的动力。


 “第一个吃螃蟹”的奔驰



在经历了中期改款之后,奔驰S级成为首款搭载48伏电气系统的量产车型,但仅限于中期改款后的S500车型。



采用全新设计的M256直列六缸涡轮增压发动机是奔驰能够将48伏电气系统完美地运用在量产车上的基础。


为什么这么说呢?这套系统由一个一体式的发电机/启动机、一个容量为1千瓦时的48伏锂离子电池以及交/直流转换器组成,其最大亮点是取消了发动机皮带设计,一体式的发电机/电动机位于变速箱与发动机之间,而空调压缩机、水泵均由48伏的电力驱动。除此之外,eBooster电动涡轮的运用也是亮点之一,采用无刷电机设计,能够在0.3秒内达到70000转/分的高转速。如果不是基于全新设计,发动机将很难与48伏电气系统匹配。



奔驰为什么不将48伏电气系统在奔驰S级上全面推广?一方面是成本考量,另一方面,将48伏电气系统运用在全系车型上是奔驰下一步的计划,先期将这台高度电气化的M256发动机推向市场除了可以试探市场,还能够树立自身技术的领先地位。


 紧随其后的奥迪



几乎与奔驰前后脚,全新一代奥迪A8L在进入国内之后也搭载了48伏电气系统,相比奔驰仅有一款车型采用48伏电气系统,A8L则是全系标配。从这方面来看,奥迪所采用的48伏电气系统更具亲和力。



奥迪的48伏电气系统采用皮带式交流发电机,像水泵、空调压缩机等依旧通过皮带获得动力。当然,这并不影响A8L在时速55-160公里/小时的情况下松开油门,离合器断开发动机与变速箱的连接。此时的A8L处于滑行状态,更小的阻力让车辆能够滑行更远,从而节省燃油。当再次踩下油门时,采用48伏电力驱动的启动机又会迅速将发动机转速提升到合适转速,发动机与变速箱重新结合,整个过程非常平顺。相比之下,奔驰发动机的电气化程度更高,当然成本也更高。


 中国品牌第一车吉利博瑞GE



作为中国品牌里“第一个吃螃蟹的人”,吉利为博瑞GE MHEV在1.5升涡轮增压发动机的基础上增加了一个基于48伏电气系统的iBSG电机,该电机最大功率16马力,最大扭矩50牛·米。这可以为发动机提供一定程度的动力辅助,尽管车辆并不能够纯电行驶,但可以让车辆在起步阶段获得更好的动力输出以及响应速度,主要为了提升发动机在高负荷状况下的燃油经济性。



与奔驰与奥迪的48伏电气系统类似,在高速行驶时,松开油门踏板,博瑞GE MHEV的发动机就会停止工作,并进入滑行状态。当再次踩下油门踏板,发动机便会被iBSG电机到合适转速并再次启动。


纯电动汽车终将取代内燃机动力的传统汽车,这是大势所趋。然而,处于过渡阶段的传统汽车依然需要竭尽所能地降低油耗并减少排放。48伏电气系统的引入的确能够在过渡阶段让传统汽车符合日益严苛的排放法规,同时随着车载用电设备的增加,包括自动驾驶系统的引入都对车辆的电气系统提出了更高要求。未来的传统汽车全面采用48伏电气系统只是时间的问题。


END


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