[科普] | 零基础一文了解 48V 弱混(轻混)混合动力

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本文来源:汽车先进技术(ID:qiche-jishu)

本文引用资料:

一、引言

德国大陆公司根据电机功率、

CO2排放减少量,

将混合动力和纯电动汽车,

分为以下几种:

12V微混、

48V弱混(轻混)、

混合动力HEV、

插电混合动力PHEV、

纯电动EV。

由于资源、政策、技术、专利等各方面原因,

各国的混合动力和纯电动汽车路线,

有不同侧重点:

中国以EV、PHEV为主;

日本以不可插电的HEV为主,

以丰田THS、本田i-MMD为代表,

(日本也有EV如日产Leaf、

PHEV如三菱Outlander等);

美国既有EV,

也有通用为代表的PHEV、增程式路线;

欧洲更热衷于48V HEV,

如博世、大陆、法雷奥等,

(欧洲也有EV如宝马i3、ABB的HEV、PHEV等);

其他国家的德尔福、江森自控,

A123、奥地利AVL等也有48V产品。

48V两个误区:

1、误区一:完全取消12V电气系统

由于12V电气系统的领导地位,

短期内不可能完全取消12V。

2、误区二:48V纯电动汽车

即使50kW的相对小的驱动电机,

如果48V,

电流高达1000A。

各个厂家的48V方案,

大同小异,

主要部件包括:

(1)BSG(发动机皮带驱动的电机):

(2)48V电池:

(3)DC/DC等。

保留了原来的12V电气系统,

而不是48V完全代替12V电气系统,

48V支持较大的电气负载,

如电动涡轮增压、电动空调等。 

48V还有制动能量回收、启停、滑行、辅助驱动等功能。

二、博世48V BRS系统(Boost Recuperation System)

▶降低燃料消耗、CO2排放;

▶经济高效的入门级混合动力解决方案;

▶适于现有和未来车辆,支持跨平台使用;

▶兼容所有变速箱和发动机类型;

▶为舒适性和安全性,引入48 V大功率设备;

▶小型发动机(电机辅助驱动);

无需高压保护(电压

1、制动时BRS系统向48V电池充电

燃料消费量减少高达7%。

2、BRS系统提供额外扭矩,有助于加速

电能由48V电池提供。

3、BRS系统启停功能

关闭内燃机后由两个电池供电。 

快速平稳地重新启动发动机。

4、BRS系统提供滑行功能

如果加速和制动踏板都没有被踩下,

在滑行或下坡行驶时,

BRS会自动关闭内燃机。

车辆零排放、无噪音行驶。 

电池:

BSG:

▶风冷电机,集成控制和风扇;

▶效率高达88%;

▶启动发动机时扭矩:最大值 56 Nm,

(曲轴上约160 Nm);

▶再生制动时输出:

48 V时最大11.5 kW;

▶驱动时输出:

48 V时最大9.7 kW;

▶重量:约8.5kg;

▶ 尺寸:直径148 x 长度169 mm。

DC/DC:

▶双向转向;

▶效率高(96%);

▶标称电压:48/12 V;

▶额定输出:最大3 kW;

▶重量:2.7kg;

▶尺寸:220 x 183 x 75 mm。

三、德尔福48V:

绿灯时,

一旦放松刹车踏板后,

电动涡轮便开始将空气压缩进发动机,

没有涡轮迟滞。

电机启动发动机,

电机和发动机共同加速车辆,

直到一定速度以后,

电机停止,

发动机单独驱动。

红灯时,

一旦放松油门踏板后,

滑行时,

电机就开始发电,

充电进48V电池中,

踩刹车踏板,

电机再生制动,

承当一部分制动功能,

更快充电。

直到汽车完全停止,

发动机自动熄火。

四、大陆48V

BSG:

▶输出扭矩: 150 Nm

▶峰值功率 (驱动模式):14 kW

▶峰值功率 (发电模式):16 kW

▶持续转速:最高20000 rpm

▶防护等级: IP6K6K

▶冷却方式:液冷

▶降低耗油量:13%

▶集成逆变器:没有连接器和线缆

▶发动机快速启动

▶发动机关闭时滑行

DC/DC:

▶持续功率(降压):3 kW 

▶持续电流:215 A(降压), 58 A(升压)

▶效率:>95 %

▶输入电压:24  - 54 V

▶输出电压: 6 - 16 V

▶防护等级:IP6k9k

▶双向DC / DC

▶48V预充电功能

五、法雷奥48V(Hybrid 4 All)

法雷奥Hybrid 4 All包含:

48V低压系统、

启动发电一体机(15KW),

不仅减少15%的油耗,

价格也便宜了将近一半,

占用空间则与常规发动机相同。

结合了法雷奥的Stop-Start起停系统、

再生制动技术和扭矩辅助功能。

Hybrid 4 All 具有以下功能:

▶增强型起停功能,能够在更高的速度时关闭发动机、更快地起动等,

▶高效发电,

▶减速和制动时回收能量,

▶扭矩辅助功能,帮助内燃机小型化,减小发动机尺寸,

▶电动模式下起动,

▶能在低速、有限加速或70km/h以下匀速时使用电动模式。

BSG:

DC/DC:

六、江森自控48V电池

▶容量: 10Ah

▶ 重量:

▶尺寸: 175x354x100 mm

▶集成 BMS / switch / fuse

▶可选主动风冷

▶13 kW放电功率 

▶14 kW充电功率

七、A123 48V电池

八、AVL 48V

2020年中国新能源补贴将完全退出,

(针对EV、PHEV的补贴),

而48V弱混对整车原有系统的更改较小,

成本5000元人民币左右,

比HEV、PHEV成本低很多。

中国《汽车产业中长期规划》:

2020年乘用车新车平均燃料消耗量5L/100 km,

节能汽车4.5L/100 km,

达到国六排放。

2025年乘用车新车平均燃料消耗量4L/100 km,

排放达到国际先进水平。

各国燃料消耗量、排放目标:

可以预见,

接下来几年,

中国及欧美日市场,

48V弱混必将迎来规模发展的“风口”。

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