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在當前這個各國競相公布或者已經(jīng)制定禁售內(nèi)燃機汽車的時間表的時代里,發(fā)展新能源汽車是必然趨勢。就目前而言,由于價格、續(xù)航、充電難等問題的存在,新能源汽車很難威脅傳統(tǒng)燃油車的市場份額。如何滿足日益嚴苛的排放法規(guī),又可以讓消費者去接受新能源汽車呢?這里就不得不提一個此時汽車界的熱門詞匯:48V系統(tǒng)。
48V系統(tǒng)的基本概念
現(xiàn)階段大多數(shù)的燃油車上無論是電動機、發(fā)電機,還是燈光、雨刮器、儀表盤、音響等車用電器,都是由12V蓄電池提供電力的,其中12V電動機的主要作用就是帶動曲軸來啟動發(fā)動機。隨著主動懸架、輔助駕駛、多媒體系統(tǒng)等配置的不斷更新與普及,都對電源系統(tǒng)有著更高需求。
顧名思義,48V系統(tǒng)的基本概念就是將車載標準電壓從現(xiàn)階段的12V升至48V,使得車輛可以帶動更大功率的車載設(shè)備。48V的核心是由BISG(發(fā)動啟停一體)電機、48V電池組、DC-DC轉(zhuǎn)換器三大件組成。
為什么會選擇48V而不是更高電壓?
來源:車界微視
有些車友會疑惑,將車載電器的12V標準電壓提升到48V,會不會增加電功率損耗?恰恰相反,初中物理有個公式就可以簡單說明:
其中P就是電功率,U就是車載電壓,R就是車載設(shè)備的電阻。發(fā)動機附件的電氣化和啟停等技術(shù)的引入,使得P的需求越來越高,由于P與U的平方成正比,那么通過提升系統(tǒng)電壓值就可以更有效的提升功率。
當然,選擇48V系統(tǒng)的也是基于成本而言。我們知道60V的直流電壓是安全電壓,也就是低于60V電壓就不需要額外采取安全防護措施,而48V電池的充電電壓最高為56V(接近60V),這也就是沒有進一步提高48V的最大原因。相較于12V電壓,48V系統(tǒng)理論上相同功率情況下工作電流只有1/4,損耗也僅12V電壓的1/16。
48V系統(tǒng)最大的技術(shù)優(yōu)勢——MHEV
當然,48V系統(tǒng)的出現(xiàn)并不是為了徹底淘汰12V系統(tǒng),而是與12V系統(tǒng)更好配合,來支持弱/中混合系統(tǒng)(MHEV)車輛的需求。在MHEV中,舉足輕重的就是BISG電機,相較于傳統(tǒng)的12V電壓的啟停電機,由于48V加大了電壓,功率足夠滿足快速啟動與停止發(fā)動機(一般在0.5秒內(nèi))。另外,由于電機功率大,汽車起步也不會帶來過多抖動,有效提高了汽車的NVH性能。
在車輛靜止或者滑行時,發(fā)動機熄火的速度通常在0.4-0.5秒以內(nèi),比起以往12V系統(tǒng)的自動啟??梢钥鞂⒔槐?。同時,制動時電機可將動能轉(zhuǎn)化為電能,存儲至48V電池組里,并在啟停關(guān)閉發(fā)動機情況下,維持車載電氣的正常運轉(zhuǎn)以及快速啟動車輛,僅能量回收功能就可以大約降低7%的油耗。
當車輛處在高速巡航狀態(tài)下時,并且電池能量充足,系統(tǒng)會關(guān)閉發(fā)動機,僅依靠電機去維持汽車的恒速行駛。當再次踩下油門踏板,發(fā)動機就會立刻啟動,平滑切入當前系統(tǒng)中。同樣,車輛在滑行狀態(tài)下,離合器將分離發(fā)動機和傳動系統(tǒng)的機械連接,關(guān)閉發(fā)動機,不僅可以實現(xiàn)節(jié)約燃油還由于沒有了發(fā)動機的制動效果,車輛滑行距離將進一步增加。
相較于強混動力系統(tǒng)(如雷凌雙擎),48V輕混系統(tǒng)以三分之一的成本,達到了三分之二的強混動的節(jié)油性能,使得汽車的燃油經(jīng)濟性提高15%至20%。同時,對比純電動以及插電式混動汽車,48V輕混汽車不僅價格更低,還免去了車主找充電樁難、等待充電時間長的煩惱,所以48V系統(tǒng)也成為各大廠商研究的熱點之一。
率先搭載48V系統(tǒng)的量產(chǎn)車,是新一代的奧迪A8。在全新奧迪A8中,48V系統(tǒng)使得每百公里燃油消耗量降低了0.7L。前幾天在寧波上市的博瑞GE,也搭載了吉利最新的48V輕混系統(tǒng),對比燃油版博瑞,博瑞GEMHEV版的燃油經(jīng)濟性有效提升了15%,同時博瑞GEMHEV的售價也與博瑞燃油版相差無幾。相信隨著國內(nèi)各大廠商相繼推出MHEV車型,必將點燃消費者對新能源汽車的購買欲望。
寫在后面:隨著新能源補貼的逐年退坡,“雙積分”政策的加速推廣,低成本、高效的48V輕混系統(tǒng)必將是各大廠商去攻克2020年平均油耗5升/百公里指標的最大殺手锏。
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