mg游戏平台手机版中华4八V复合动力系统“春雷”

目前48V轻混动系统的核心部件主要为48V的混动电机、用于储存回收能量的锂离子电池组、用于48V与12V电压之间转化的电压控制器,众泰汽车第一阶段48V系统也是P0架构的48V混动系统,BRS系统相比传统内燃机汽车主要新增48V 助力回收电机(BRM,48V BRS(Boost recuperation system)系统作为弱混技术mHEV(mild hybrid,众泰汽车将侧重于HEV、PHEV、48V微混等车型,其将在未来几年内推出更多搭载48V微混系统和插电式混动系统车型

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国家关于油耗和排放法规越来越严格,到2020年,当年生产的乘用车平均燃油消耗量降至5.0升/百公里,对应二氧化碳排放量约为120g/100km。众泰汽车通过一系列技术研发来降低油耗和汽车排放量,包括提升发动机热效率、优化整车风阻、降低行驶阻力等。除此之外,众泰汽车已经展开48V混动系统的研发工作。

油电混合动力汽车是由传统内燃机和电机共同提供动力来源的新一代新能源汽车,具有低排放、低油耗、高动力输出等优点。根据电机与传统内燃机的功率比例,可分为强混,中混和弱混。

双积分压力之下,国内车企在加大电动化布局的同时,也在开始集中向48V混动系统发力。

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48V BRS(Boost recuperation system)系统作为弱混技术mHEV(mild hybrid
electric vehicle
)的一种,将是未来十年内性价比最高的新能源汽车技术解决方案。48V
BRS系统相比传统内燃机汽车主要新增48V 助力回收电机(BRM, Boost
Recuperation Machine),48V/12V直流功率转换器(PCU,Power Conversion
Unit)和48V锂电池三个核心零部件,具有起停、能量回收、加速助力、电动爬行等功能。传统内燃机汽车,搭载第一代48V系统(电机通过皮带轮与发动机集成)节油率8~12%,搭载第二代48V系统预计节油率12~19%。

高工电动车(微信号:weixin-gg-ev)在最近的走访调研中发现,包括北汽、吉利、众泰等国内车企都明确表示,将加大在48V混动领域的研发投入和产品规划。

48V混动指的是电池电压为48V混动系统,按照电机布置位置不同,分为P0/P1/P2/P3/P4/P2.5架构的
48V混动系统。相对于常规12V电压系统,48V混动系统电池电压提高4倍,能实现高级启停(车速≤15km/h发动机停机)、制动能量回收、动力辅助、怠速发电、行驶发电等功能,通过电池、电机功率的提高让整车动力性能、燃油经济性、驾驶平顺性有大幅提升。

一、48伏的由来

今年五月底上市的吉利博瑞GE车型上,已经搭载了48VBSG
系统,吉利透露,明确了今年下半年起,吉利推出的所有传统车型都将会配置48V系统技术。

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1)48伏是什么

就在近日,北汽也向外界释放信号,其将在未来几年内推出更多搭载48V微混系统和插电式混动系统车型。

P0架构48V系统是比较容易实现一种混动方案,行业也是普遍采用P0架构48V混动方案,其具备结构简单、整车改动量小,节油能力高,发动机启停舒适性能好等特点;目前奔驰、奥迪、BMW、Daimler、Porsche等已经推出48V混动车型。众泰汽车第一阶段48V系统也是P0架构的48V混动系统,采用国际一流供应商。整车可实现12%左右油耗节油率,10%动力性提升;

48伏是指系统额定直流电压,并非永远稳定在48V;根据LV148定义如下图所示:

转变思路的还有众泰汽车,高工电动车巡回调研中,众泰汽车研究院负责人介绍,除了纯电动车产品将主要有福特众泰来推出之外,众泰汽车将侧重于HEV、PHEV、48V微混等车型,目前其已经开始了48V混动系统的研发工作。

目前48V轻混动系统的核心部件主要为48V的混动电机、用于储存回收能量的锂离子电池组、用于48V与12V电压之间转化的电压控制器。48V的核心技术在于:相比传统12V,由于电池电压输出的升高,降低了线路损耗,同时电压的升高也可以有效改善起停电机、空调压缩机、冷却水泵等系统的工作时间,让发动机在停车状态最大限度不参与工作;其次是48V的电压更能满足锂电池快速实现能量回收的要求,而回收的能量可用于辅助驱动等,降低发动机负载,从而实现了降油耗和排放的作用。

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除此之外,包括江淮、长安等自主品牌车型也都在加快推出基于48V混动的车型产品。

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48伏电池电压会随着SOC的变化而变化,例如电池常温下SOC从10%到100%,开路电压为32.5V~49.8V;

“排山倒海”的趋势背后,双积分政策压力是最大的驱动因素之一。

通过P0架构48V混动系统,众泰新车型可以实现产品竞争力的大幅提升。首先是降低能耗方面,48V混动系统可以实现高级启停功能,当整车车速小于15km/h时,发动机停机,从而降低整车燃油消耗;当整车处于滑行或制动工况,P0电机提供制动力实现高效能量回收,将机械能转化为电能,存储在48V锂电池,制动能量回收可实现3-4%节油率。

BRM电机的助力、能量回收模式也会导致48V的电压上升或者下降,当电池SOC较高时,给电池充电,需要的电压往往都会高于50V;

按照双积分的政策要求,到2020年,当年生产的乘用车平均燃油消耗量降至5.0升/百公里,对应二氧化碳排放量约为120g/100km。要达到这样的指标,48V系统是最为经济有效的途径。

其次是在对驾驶平顺性以及动力性能的改善,发动机再次启动时是通过功率为15kw
P0电机启动,可现实发动机平稳启动,创造良好驾乘体验;在汽车加速过程中P0电机输出动力叠加至发动机曲轴,使整车具备更好加速性能;P0电机也可以调节发动机工作点,使发动机处于高效区工作,动力辅助可实现整车节油2%左右。

直流电压不是一根直线,是存在波动的,关于直流电压允许的波动,欧洲的法规规定波动部分的有效值(即去掉均值后的等效值)要小于电压均值的10%,才算作直流电压;

高工电动车获悉,目前,主流混合动力技术包括发动机启停、48V混动、强混、插电混动、增程式电动车。这其中,48V混动是满足法规对油耗要求的最经济的形式。

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2)为什么是48V

“自主品牌之所以对其感兴趣,无外乎几个方面的原因,最为核心的是比较明显的节油效果(10%-20%不等),其次是相对明显的成本优势,此外,搭载48系统后也可在加速辅助等方面产生有利的影响,为日益增多的汽车电子提供支持。”

众泰P0架构48V混动系统正在如火如荼进行开发,同时其他架构48V混动系统也在预研当中,在不久的将来将会看到众泰第二代48V混动系统横空出世,届时第二代48V混动系统会实现纯电动工况,整车能够实现12-19%油耗改善。其他系统譬如PTC加热器、底盘电子稳定杆、水泵、电子增压器、ibooster、制动真空泵等48V系统化也在稳步推进,从而实现更高节油能力。

60V是安全电压,根据上文提到留出10%的余量,系统允许工作的最高电压就是54V,再考虑1)中提到的电池自身电压变化和能量回收模式会使电压抬升,再留一定的余量就变成48V了。

相关数据预测,到2025年,全球48V汽车年产量将达到1360万,这其中,中国将成为48V技术应用的主要市场,到2025年大约会有接近800万台的48V车型在中国生产。而这也是越来越多车企涉足该领域的又一驱动因素。

48V轻度混动系统是汽车电气化革命中的重要一步,既能降低整车油耗及二氧化碳排放,又能提升动力性和改善驾驶平顺性;是行业内重要混动方向之一,属于混动方案开拓者。同时混动系统的开发是个系统性工程,具有技术难度高、开发周期长、系统集成度高等特点。众泰汽车经过多年技术沉淀逐渐掌握混动开发核心技术,并培养了大批混合动力研发人员,为应对未来汽车产业的技术变革打下了良好的基础。

48V名称由来也可能还有一些历史原因。

起底48V系统技术

二、48伏关键零部件简介

欧洲是48V系统的发源地,也是目前产品渗透率最高的地区。2011年,奥迪、宝马、戴姆勒、保时捷、大众联合推出48V系统,并发布了48V系统规范LV148,以满足日益增长的车载电器负载需求,更重要的是为了满足2020年严格的排放法规。

48V
BRS电气网络典型连接图如下。除了BRM电机、直流转换器、48伏电池等主要零部件外,市面上48V电气负载概念产品也屡见不鲜,如48V电动增压器、48V电动加热催化器等,对48V系统的功能扩展以及推广使用也具有积极作用。

48V轻混汽车英文为“Mild Hybrid Electric
Vehicle”,简称为“MHEV”。它其实就是针对传统内燃机进气系统彻底的电气化改造,动力系统的配电全部采用48V高电压,并大量使用高功率电机驱动水泵、油泵、增压器以及空调压缩机等外围组件,这些附件不再需要内燃机通过皮带直接驱动,也就不再占用内燃机的输出功率,从而可以降低发动机机械损耗,提高性能极限。

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根据电机的安装位置及实现的混合动力程度的不同,48V轻混系统大致有四种解决方案,P1集成于内燃机,P2安装在内燃机和变速箱之间,P3安装在变速箱,P4安装在后轴。目前,P1是市场上的主流解决方案,不过实际上这四种方案是可以结合使用的。

1)助力回收电机

目前,48V轻混动系统的核心部件主要为48V的混动电机、用于储存回收能量的锂离子电池组、用于48V与12V电压之间转化的电压控制器。

典型助力回收电机如下图所示,既可以用来发电,也可以助力为车辆提供前进动力,甚至还能在48伏动力电池组驱动下快速起动发动机。BRM一般选用爪极电机,汽车上替代传统14伏发电机。

高工电动车获悉,相对于常规12V电压系统,48V混动系统电池电压提高4倍,能实现高级启停(车速≤15km/h发动机停机)、制动能量回收、动力辅助、怠速发电、行驶发电等功能,通过电池、电机功率的提高让整车动力性能、燃油经济性、驾驶平顺性有大幅提升。

2)电力转换单元

除了上述性能,48V系统成为车企发力的技术方向还有更重要的一个原因是价格便宜,

典型电力转换单元如下图所示,双向DC/DC变换器在48V助力回收系统中连接高压网络和12伏网络。能量可以从高压网络向低压网络传输,对14伏网络供电;也可以从低压网络向高压网络传输,为BRM起动、助力、回收供电。

吉利汽车一位技术负责人向高工电动车表示,一套国内48V轻混动系统(其中包含锂电池、BSG、双向DCDC等),成本能控制在3500元到4500元人民币之间,节能效果则能达到12%~15%。从国外进口会更贵一些,成本800~1500美元,节油效果可达15%~20%。

3)动力电池(48V battery)

“48V系统是商业化产品,没有补贴,归根到底,无论是政策还是商业行为,最终都要围绕市场实际运行的盈利来做。”