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博世/大陸/德爾福重金押注48V,能否扭轉20年前敗局?

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評論 瀏覽: 來源:廠商供稿 2017-07-25 16:36:58

  在不久將來,很多汽車將安裝48V電氣系統。48V系統能為啟停電機、混合動力的電機以及電動增壓器提供動力,讓汽車表現出更好燃油經濟性和駕駛性能。

  越來越多的汽車附件將由機械或液力驅動轉為電力驅動,如轉向、制動器、水泵、散熱器、空調。到時車上的電器將由12V和48V系統聯合供電,其中12V電壓用于傳統照明和信息娛樂,48V電壓用于更耗電的部件。但也不要驚訝:12V電氣系統不會很快消失。

  

  低成本的微混系統

  博世,大陸,德爾福和法雷奧已經是48V系統的關鍵部件供應商。

  當前12V的啟停系統一直被消費者所詬病。尤其是在市區內行駛時,面對紅綠燈,啟停系統的工作并不順暢。48V可以解決這個問題。

  一般來說,48V系統由三大件組成:電機、鋰離子電池組以及DC-DC轉換器。48V系統一般與內燃機并聯。有數據顯示,相較于高壓混合動力系統,48V微混系統能夠以三分之一的成本提供了全混合動力的三分之二的好處,讓燃油經濟性提高了15%至20%。

  48V還可以用于驅動電動增壓器(e-charger)。電動增壓器取代傳統的等待廢氣讓渦輪達到最高速度,會讓加速過程更加迅速,同時滯后感也會并不那么顯著。

  

  法雷奧電動增壓器

  一臺裝有渦輪增壓器的四缸汽車可以達到無渦輪增壓的六缸汽車性能。但傳統由發動機廢氣驅動的渦輪增壓器會有渦輪遲滯現象。雖然大部分的試駕者將這種渦輪滯后描述為“幾乎不明顯”,但是當你想通過雙車道時,或者當紅綠燈開始閃爍,準備加速穿過馬時路,這種渦輪遲滯感就顯得“明顯”起來。

  

  奧迪SQ7發動機附件

  奧迪在其Q8運動版概念車中使用了電動增壓器。 柴油版的SQ7中也安裝了電動增壓器。傳統增壓分為渦輪增壓與機械增壓,這兩種方式分別對應有電動版。

 

  德爾福第二代48V微混系統

  德爾福的第二代48V微混系統考慮采用多組件解決方案。

  48V電機代替傳統的起動電機進行啟停的控制,以便在內燃機提供的動力之外輸出額外動力,后備箱里安裝有48V鋰離子電池。 德爾福的48V電機與常規起動電機的尺寸相同,因此可以將其添加到現有的汽車上,而無需移動散熱器等其他部件。

  48V電動增壓器是對汽車現有渦輪增壓器功能補充,與發動機停缸技術相配合來進一步提升燃油經濟性。德爾福的停缸技術被稱為Dynamic Skip Fire。

  德爾福工程與項目管理副總裁瑪麗·古斯坦斯基(Mary Gustanski)表示,原型機的目的是為了向汽車制造商展示48V系統的能力。據德爾福預計到2025年,全球48V汽車年產量將達到1400萬輛,其中將近800萬臺將在中國誕生。

  一套48V微混系統的成本在800-1200美元,加上電動增壓器,能夠到1500美元。目前48V還沒有開始大量應用,未來隨著大批量生產,成本還會進一步下降。

  20年前42V以失敗告終,48V能成功么?

  42V與48V一樣,都屬于60V以下的低壓系統。大約2000年的時候,業內開始討論42V系統,不過最終因為雙系統的成本,以及需要昂貴的彈簧加載開關來減少開關觸點電弧造成的磨損等原因以失敗告終。

  但如今48V的應用卻大有不同。彼時嘗試42V電壓系統的目的在于為車輛提供更多電力,但當時對于「更多電力」卻沒有迫切的需求。在這之后,環保節能的壓力、隨著車輛智能化而帶起的電氣化趨勢,都在為48V增加籌碼。以自動駕駛為例,應用自動駕駛技術的車輛必然會拋棄傳統的液壓方式而改為電控。

  另外,在提升舒適性發面,48V也可以發揮自己的作用。

  

  賓利Bentayga

  在高端市場上,這款2300萬美元的賓利Bentayga SUV已經增加了一個48V的主動式穩定桿。機械穩定桿可以在轉彎時減少汽車的側傾。電機驅動的穩定桿可以進一步減少側傾,因此當司機高速彎曲時,乘客的舒適性能得到極大改善。

  由于空調縮機關閉時比其打開時間更多,相比動力皮帶驅動,電機驅動的空調其效率更高,此外,即使內燃機處于啟停模式,電機驅動的空調,仍可以循環運轉。

  盡管汽車越來越多的運用各種電器,48V電壓可以在使用更輕的線束下,滿足要求。在給定尺寸的線束下,48V的電壓承受的功率是12V系統的四倍。在直流系統中,功率(瓦特)等于電流乘以電壓。一根15A保險絲控制的電線在12V電壓時功率為180W。將電源切換到48V,同一根導線功率可達到720W。

  博世高級系統工程師Jason Schwanke認為,48V的應用,可以將電機與發動機分離(即取代皮帶驅動的電機),從而完成一些傳統皮帶輪無法完成的功能,例如“電力驅動下的泊車或低速城市駕駛”。換句話說,電壓從12V提升到48V,也降低了傳統300V混合動力系統的成本。

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