【汽车人】小小的48V系统,为什么让车企趋之若鹜

汽车人传媒 2020-04-27 17:37:00 作者:吴毓

除了以较低成本降低油耗之外,系统超长待机、发动机休眠时提供动力,才是车企偏爱它的根本原因。

文/《汽车人》吴毓

据上汽通用汽车消息,装备48V轻混动技术的2021款别克英朗于4月底上市。这是别克旗下车型首次采用这一技术,也是上汽通用汽车动力总成的一次重要升级。

2021款别克英朗搭载1.3T Ecotec双喷射涡轮增压发动机,独立配备由48V电机、48V动力电池、电源管理模块和混合动力控制单元组成的轻混系统。别克旗下曾有采用混合动力技术的君越30H和君威30H、采用插电式混合动力技术的VELITE 5,还有以纯电驱动的微蓝在售,但采用48V轻混系统还是首次。

实测数据显示,48V轻混系统可以实现怠速停机、低速时纯电驱动、加速时电机提供辅助、制动时电机回收动能……综合油耗降低15%。这是上汽通用汽车选择这一系统的第一原因。

以48V轻混系统替换车内原有12V供电系统,此前由发动机皮带驱动的空调、水泵、油泵、风扇等均改为电机驱动。此前,只有发动机启动的前提下,水泵、空调压缩机等车载用电设备才能正常工作;现在,则可以在发动机“休眠”时保持工作,而不会影响发动机的“苏醒”。

以48V轻混系统替换车内原有12V供电系统,同等功率需求时电流降低(P=UI),整车线材的散热、自重都可以更经济的形式出现。更为关键的一点在于,48V轻混系统并不需要对系统进行实质性的改变,制造成本的增加可以控制在3000元人民币以下——对于大多数车企,这并不会导致车价的攀升;更换动力电池的费用,也不会有令用户难以负担的“心疼”。

以48V轻混系统替换车内原有12V供电系统,发动机智能起停的响应更为迅速,还能够在低速泊车时提供纯电驱动。对于上汽通用汽车大规模装备的小排量发动机而言,采用这一轻混系统后,曾被质疑的低速抖动将不再成为困扰。

综合而言,48V轻混系统的优势可以归纳为三点:第一是为降低发动机负载、提升燃油经济性;第二是更从容地布置大功率用电设备;第三是以电动机辅助提供更充沛的后备扭矩,在爬坡、提速时提供助力。

早在上世纪90年代,通用汽车就已确定新能源技术发展路线,开始同步进行弱混、强混、插电式混合动力以及燃料电池技术的研发。2006年,通用汽车在Saturn的VUE Green Line Hybrid概念车上搭载了属于BAS的36V弱混系统——镍氢电池在车尾行李厢内,带有辅助泵的自动变速箱、三相电机与发电机在发动机舱的右前,逆变器和直流转换器则是藏在前格栅的后面……

Saturn的VUE Green Line Hybrid概念车的工作原理与现在使用的量产系统几无差别,可以视为通用汽车48V轻混系统的鼻祖。在此基础上,通用汽车又开发了第二代、第三代eAssist系统,电机尺寸变得紧凑,燃油经济性、制造成本不断优化,且可以与大部分动力总成兼容。

在大多数人看来,48V轻混系统似乎和用户没什么关系——不过是换了一套“节油系统”,实际表现甚至还不如插电式混合动力系统。与其费这么多事儿、花那么多钱,不如把资源投入氢燃料电池的开发更加实际一些。实际上,48V轻混系统并非是对传统燃油系统的升级,而是关系到汽车企业未来的生存。

在2010年末,迫于“2020年二氧化碳排放达到95克/公里”、“智能起停技术已是12V系统能力极限”的双重压力,欧洲(主要是德国)车企开始联手制定48V系统标准LV-148。锂电池和超级电容的出现,使得48V系统获得快速发展的契机,既避免了革命性的变革,又实现了明显的节油效果10%-15%(NEDC工况)。

采用低成本、少改动的48V轻混系统,可以较低的代价实现更低的排放。在今后一段时间内,这一系统会成为汽车行业的主流动力形式。上汽通用汽车已经确定,48V轻混技术将全面应用于装备小排量发动机的产品。

48V系统的大规模装车的时间点,比预想中来的更早。2017年上市的奥迪A8、奥迪A7已在使用BAS系统,直连发动机曲轴,提速启动和提速时可为涡轮增压器供能。捷豹路虎与舍弗勒合作为Ingenium发动机开发了48V系统,可以在车辆滑行或交通拥堵时提供纯电驱动。在梅赛德斯-奔驰旗下,首先应用48V系统的是M256发动机——48V系统操控博格华纳提供的电控辅助压缩机,集成式启动发动机可以提供16千瓦的额外功率,市场在售的CLS 450、E 450、GLE 450以及SL 450均在装备这一系统。

同是在2017年,凯迪拉克发布XT5,除了装备2.0T发动机+9AT变速箱的28T,还有装备90V轻混系统的28E版本。电压翻倍的90V轻混系统同样不需要改变发动机,但是其辅助驱动、能量回收、起步驱动的表现更好,可塑性也更强。相比48V轻混系统,装备90V轻混系统的28E更注重驾驶感受。除了缩短发动机智能起停的响应时间,还能在收油门时、制动时避免输出扭矩,在起步时、滑行时避免发动机落于低效率的工作区间。

此外,虽然“智能出行”仍然遥不可及,但软件已经无可争议地成为汽车的核心“部件”,OTA远程下载系统也成普及之势;车辆成为第二空间的趋势愈加明确,车机、车屏的使用时长不断增加……这就要求车辆不仅能够超长续航,更能够实现“超长待机”。

目前,车辆上的用电设备越来越多,越是高档车型,提升使用体验的耗电设备也就越多。可调悬架、电动助力、巡航系统、线控制动/转向、座椅按摩加热、GPS定位、车载监控……这些设备都需要更大的耗电量。48V轻混系统不仅提升了系统电压,更允许车辆在发动机停转时仍然提供稳定的电压输出,保障用户的正常使用。

48V轻混系统能够得到跨国车企的普遍认可,并不仅仅是因为它对车辆本身性能、潜力的提升,而是因为它对于使用体验的提升。这才是别克、奥迪、梅赛德斯-奔驰等车企愿意为之买单的根本原因。(文/《汽车人》吴毓)【版权声明】本文系《汽车人》独家原创稿件,版权为《汽车人》所有。

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