汽车|锦上添花还是雪中送炭?48V轻混系统解析


出品 | 搜狐汽车·TopTest
作者 | 滕飞
编辑 | 马良
说到混动 , 一般人首先都会想到丰田的油电混动 , 或者比亚迪的插电式混动 。 这是市面上最具代表性的两种混动模式 。 近几年 , 市面上出现了不少新车 , 在宣传时都会强调搭载了48V微混系统 。 比如奥迪

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A6L(参数|图片) ,
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奔驰GLE(参数|图片) , 它们大多会被搭载在欧系中高端车上 。 最近 , 这个48V轻混系统开始慢慢下放 , 不少中低端车型也开始搭载 , 比如我上礼拜刚试驾完的别克
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英朗(参数|图片)、雪佛兰
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科鲁兹(参数|图片) 。 中国厂商中 , 吉利、长安等也都在旗下车型上部署了48V轻混系统 。

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什么是48V微混系统?它和我们熟悉的普通混动有什么区别?
我们现在开的燃油车 , 它的启动功能以及车载电子系统 , 都是由车内的12V蓄电池组提供电力的 。 但随着时代发展 , 车内功能增加 , 比如自动启停和ADAS驾驶辅助 , 加之电子设备的规模和以前不可同日而语 , 以前的12V的电池难以应付这么大的需求 。 尤其是自动启停功能 , 您开过就知道 , 电机需要通过带动发动机曲轴来“唤醒”发动机 , 而这样的负载消耗的功率 , 要比车上其它用电设备大得多 , 所以搭配启停系统的电机都经过功率加强 , 然而12V的车用电压就显得“心有余而力不足” , 造成启停系统频繁工作时震动大、反应慢 。 而且停车熄火后 , 空调也跟着不工作了 , 非常影响用户体验 。 于是更大电压的48V系统就应运而生了 。

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从字面上看 , 微混系统和普通混动最大的区别就在微字上 。 其实从原理上来讲 , 微混系统很简单 。 目前主流微混系统都是在48V电源系统下 , 安装一个P1电动机 , 本质上和传统燃油车没有太大区别 , 技术含量也不多 。

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P1是描述电动机安装位置的 , 除了P1 , 还有P2、P2、P4···诸如此类 , 区别是电动机安装位置不同 。 P1就是将电动机安装在原来燃油车启动机的位置 , 简单来说就是用一个启发电一体机取代了原来燃油车的启动机 。 这么做的好处是 , 48V启发电一体机的启动效果比原来更好 , 能带来更大的扭矩和更快的响应 。
48V 微混系统是在原来12V电气系统的基础上升级出来的 。 它主要由BSG (发动机皮带驱动的电机)或ISG(集成启发电机)+48V电池+DC/DC(变压器)三大部分组成 。

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其实早在以前 , 研发人员先后提出了36V、42V的电压系统升级方案 。 但根据欧盟标准 , 60V以下为安全电压 , 传统燃油车采用的是12V电源 , 以12V成倍数地增加能更好地兼容现有的车辆电气系统 , 而且如果电压过高 , 就要考虑到高压电路保护、电磁兼容性、车载电气系统的稳定性等问题了 。 如此一来 , 开发成本就会迅速提高 。 48V的电压是一个在成本、安全、性能等方面兼顾比较好的选择 。 而且在这个框架下 , 系统设计不会过于复杂 , 大多数燃油车都可以沿用原来的动力总成和底盘架构 , 节省很多开发成本 。分页标题
48V微混和轻混、插混有什么区别?

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【汽车|锦上添花还是雪中送炭?48V轻混系统解析】德尔福(Delphi)48V轻混系统方案
48V微混主要是储存刹车时回收的能量 , 在起步和低速加速时帮助发动机输出 。 而以丰田THS II为代表的轻混 , 则是调节发动机的工作点 , 让发动机长期运转在高效区间 , 行驶所需能量不变的情况下 , 消耗更少的燃油 。

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比亚迪为代表的插混 , 虽然无法调节发动机的转速 , 仅能在一定程度上调节发动机的输出转矩 , 很难保证发动机的工作条件 。 但是它却直接用电机来代替发动机 , 驱动车辆前行 , 在纯电工况下 , 甚至可以把油耗直接降到0 。

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因此 , 48V微混和轻混、插混在原理层面还是有着很大不同的 。 而这原理上的差异 , 最直观区别就是节油效果更差 。 但48V也并不是一无是处 , 相比轻混和插混 , 48V微混的入门门槛要低很多 。 包括德尔福、大陆、法雷奥、博世等供应商都有成套的48V系统供整车厂选择 。 加上结构简单 , 所需的成本要低很多 。
谁在用48V轻混系统
2011年 , 德国五大汽车品牌奥迪、宝马、奔驰、保时捷及大众联合发布了48V系统 , 并在随后颁布了48V系统的规范LV148 , 至此48V轻混系统开始得到了重视 。 在中国2016年10月发布的《节能与新能源汽车技术路线图》中 , 更是首次直接提出要重点推进48V轻混的开发和应用 。

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虽然在节能方面 , 48V微混系统不如轻混和插混 , 但市面上仍有不少在售车型用着这项技术 , 其中不乏畅销车型 , 比如欧系的奔驰

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C级(参数|图片)、E级 , 奥迪A6L、A8L和A7 Sportback , 美系的别克英朗、雪佛兰科鲁兹、福特领界 。 自主品牌中 , 吉利是最先涉及轻混系统的车型 , 旗下博瑞GE和嘉际都采用了这项技术 , 长安的CS55蓝动版也采用了1.5T发动机+48V轻混系统的技术 , 他们的48V轻混系统(iBSG)都是由法雷奥提供的 。
根据计划 , 宝马将在今年夏季推出多款搭载48V轻混技术的车型 , 包括3系、5系、6系和7系、X3、X4、X5、X6和X7 。 此外 , 所有配备48V微混系统的车型还额外会配备一块较小容量的电池 。 这些新车在搭载48V微混系统后 , 除了进一步降低排放及油耗水平 , 电机还会为整车额外提供11马力(8千瓦)的动力输出 。
根据预算显示 , 到2025年 , 全球48V汽车年产量将达到1360万辆 。 未来中国将成为48V技术的主要市场 , 到2025年大约会有接近800万台的48V车型在中国生产 。
为什么要用48V轻混系统
主要原因还是降低油耗、节能减排 。 48V轻混系统能在发动机停机状态下继续驱动压缩机 , 避免空调等设备随着启停系统一起停机的尴尬 。 其次 , 在车辆起步时刻采用纯电驱动 , 可以使发动机避开高功率输出的低效率运转区间 , 达到省油的目的 。 最后 , 搭载48V轻混系统的车型在滑行的时候 , 还可以通过这个动力系统回收一部分动能 , 减少滑行过程中的能量耗散 , 也能让发动机在平顺性上有显著的提高 。 另外 , 在部署了48V轻混系统后 , 从扩展的角度来讲 , 未来它还可以推动新技术的发展 , 比如电动涡轮增压技术 。 在低转速区间 , 可以不靠排气推动涡轮 , 这就可以解决涡轮起压和迟滞的问题 。 在操控方面 , 它还有助于空气弹簧和悬架系统更快的响应 。 此外 , 48V轻混系统还能提高ADAS辅助驾驶系统的效率 , 让这种高能耗的车载系统发挥更好的性能 。分页标题

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目前 , 48V系统之所以被广泛采用 , 最重要的原因是它可以不改变原来完整的汽车架构 。 由于安装48V系统不需要大量硬件配合 , 也不必重新布线 , 因此安装成本也相对较低 。 与高电压轻度混合动力车相比 , 采用48V电压系统的混合动力汽车成本只有前者的30% , 但可以实现其70%的功效 , 目前48V微混系统的成本大概是800-1200美金左右 。 随着整个48V车型产量的增长 , 以及系统本身的提升 , 总的成本在未来还会继续下降 。
48V电池小 , 使用频率高 , 衰减来的也很快吧?
48V电池是典型的功率型电池 。 其尺?规格、容量、材料体系和加??艺都与能量型电池(EV电池)有很?的不同 。 从性能?度主要有以下?个特点:
1.能够承受?倍率(30C及以上)的持续或脉冲充放电 。
2.优良的倍率充放电循环性能 , ?般5C循环寿命能够在4000周 , 甚?更多 。
48V电池能够承受频繁使? , ??不快速衰减的原因主要有以下三个??:
1.48V电池的电芯设计和材料 , 能够承受?倍率的充电和放电 , 且具有优良的倍率循环性能 。
2.48V电池的使??况 , 不是?倍率的满充满放 , ?是在很?的电量区间应? , ?般是30%~80% 的电量之间 , 实际上更多是50~60%之间 。 ?SOC区间应?过程中 , 单次?倍率充放 , 对电池的损 伤很? , 也是主要原因之? 。
3.实际上应?的充放电功率 , 并不是?直保持在最?功率 , ?是由整??况决定的 , ?般情况下都达不到最?功率 。 打个?? , ?个48V系统 , 电机功率是15Kw , 电池也需要能够达到这个功率 , 这个参数是考虑了很多极限因素制定的 , ?如残余电量还剩30%的时候还要能低温下启动汽?等 。 但实际上 , 我们实际??时 , 输出或回馈功率可能以5kw、10kw为主 , 远低于电池的最?能? 。
谁更需要48V轻混系统?
48V微混在降低油耗方面的效果不如轻混、插混 , 为什么能成为主流 , 众多厂商纷纷布局 。 这主要是因为成本 。 轻混系统虽然更省油 , 但价格相比同级别燃油车要贵2-3万不等 。 插混更是要贵至少5万以上 。 但是48V微混呢 , 却只要3-5千 , 这么点成本很容易被摊平 。 面对这样的差价 , 别说厂商 , 消费者也会更倾向于48V轻混 。

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所以 , 在面向对价格更敏感的消费者时 , 48V微混系统更有优势 。 比如入门车的消费者 , 他们对价格更敏感 , 且对油耗更在乎 。 虽然轻混和插混车型在油耗表现上更好 , 但面对更高的售价和更低的残值 , 48V微混车型的优势就更能体现出来了 。 在这之前 , 48V微混系统更多被安置在了中高端车型上 。 这些车型的目标用户对于油耗其实并不那么敏感 , 这就行程了一种费力不讨好的局面 。 相比之下 , 入门车型搭载48V微混系统才算是门当户对 , 有的放矢 。