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动力更强油耗更低 CS55蓝动版技术解析

来源:盖世汽车时间:2018-08-16 13:09作者:Auto车家乐编辑:李雪峰

  全世界正在经历一场前所未有的能源变革,我国要求在 2020 年新车的平均百公里油耗不超过 5L 。因此,逐渐换装新能源成了摆在车企面前的最好选择。

  一、什么是 48V 轻度混合动力系统?

  48V 混合动力又被称作 Mild Hybrid (轻混),虽然没有明确的规范划分,但在世界汽车行业中,绝大多数从业者习惯把丰田这类混合动力技术称为“Strong Hybrid”(也就是我们通常广义泛指的混合动力技术,以下简称广义混合动力),像自动启停这种仅需 12V 电压就可以带动的技术称为“Micro Hybrid(微混)”。

  48V 混合动力的基本原理与车企的广义混合动力技术一样,都是通过电动机与内燃机并联运行,以提供额外的驱动力,同时兼具动能回收功能。但不同的是,48V 混合动力相比广义混合动力技术占地更小,重量更轻,成本更低,同时在部署的难度上也更加容易。而相比 12V 电压的 Micro Hybrid ,48V混合动力技术则具有更好的节油效果和更强的功能性。

  二、为什么普遍使用的是 48V 轻混?

  针对这个问题,我们得先从普通车辆上的 12V 电压说起。我们知道,功率=电压×电流,如果要输出轻混所需的 10kW~20KW功率,使用 12V 的话则电池的输出电流需要达到 1000A,显然行不通。于是,提高电压就成了最可行的办法。最终综合成本和效果来权衡,选中了 48V 。

  电压增高,可以带动更大功率的电器,如电子涡轮、主动悬架系统、电助力转向,当然还有电动机,把普通燃油车变成轻度混合动力车。虽然只是轻混,从节油效果来看一点也不含糊,平时在燃油车里常见的 12V 自动启停系统节油效果为 5%-6% ,而48V轻混系统是它的三倍,达到 14%-17% ,油电混合动力系统的家有效果通常在 17%-21% 。而在成本上,48V 轻混系统只有油电混合系统的 30% ,价格便宜量又足,形容 48V 为事半功倍都不夸张。

  需要注意的是, 48V 轻混系统的电动机比混动系统的电动机小,不足以让汽车在纯电状态下加速,仍需搭配发动机同时使用。

  三、48V 轻混系统的电气架构

  48V 轻混系统可以看成是 12V 启停系统的升级版,增加了 48V 储能电池、48V/12V 双向 DCDC 变换器、48V BSG 轻混系统/ISG(汽车发动发电一体机)、电动增压器(可选配置)、电池管理系统等。

  然而针对于 48V 系统并不是完全 48V 化,为了提高系统兼容性,同时降低推广难度,现在业界推出的主流方案都是 12V+48V ,比直接上 48V 更容易实现。即保留了原先的 12V 系统,在 12V 系统上扩展了相对应的对于负载大的用 48V 来驱动。

  四、48V 轻混系统的工作原理

  12V 系统升级到相对应的48V系统后,除了自动启停功能之外,还具备了发动机停机滑行、滑行与制动能量回收、加速助力和电巡航功能等,升级方向是朝着优化驾驶体验和提高节能效率去的,附带的,电压增大,还可以为车辆内部的电子设备提供更多的功率。

  在不同的工作模式下,48V 轻混系统会有不同的表现。

  自动启停:如等红绿灯时,车辆静止状态下,发动机处于关闭状态,48V 大容量电池利用存储的能量维持车载电气的正常运行,发动机可以随时快速启动。

  能量回收:能量回收可以将动能转化为电能,并存储到电池中。仅能量回收功能就可以降低大约 5%-7% 的油耗。

  加速辅助:混动系统可以减小发动机的排量,在提速阶段,电机的辅助动力能弥补发动机动力的不足,实现不损失动力的情况下降低排放。

  巡航:在车辆恒速运行,并且电池电量充足的情况下,关闭发动机喷油系统,依靠电机来维持车辆运行。电机提供的动力用来抵消行驶阻力以及发动机的拖拽阻力。BSG/ISG在高速巡航阶段,电能充足的情况下,可以彻底分离且关闭发动机,仅靠电机保持车辆巡航。当再次踩下油门踏板,发动机会迅速启动,平滑切入到当前车速。

  滑行:在松开油门,车辆处于滑行阶段,离合器分离发动机和传动系统的机械连接,彻底关闭发动机,实现更长的行驶距离。相当于传统车辆空档滑行,只不过传统车辆在切换到空档滑行之后,发动机转速在降到怠速时依然需要喷油来维持发动机的运行。

  五、48V 轻混系统的优势有哪些?

  相对于 12V 电系统和广义的混合动力系统,48V系统拥有比较明显的优势:

  更加安全:在我们从小学到的物理学知识中,一直都认为 36V 以下才是安全电压。但在高电压的电动汽车当中,这个安全值并不科学。一方面人体电阻的阻值存在很大的个体差异,胖瘦高矮男女老少阻值都不相同。另一方面人类所处的环境也会对人体阻值产生影响,潮湿的夏天人体阻值会变小,而在干燥的冬天阻值则会增大。根据多方面因素综合考虑,目前国际上通常认为 60V 以下的直流电压和 25V 以下的交流电压属于安全电压。

  成本低廉:48V 混合动力本身标称电压就在 60V 以下,即使算上由于 SOC 较高时导致的电压波动,48V 混合动力系统的电压峰值也不会超过 58V ,所以不需要采取额外的电压防护措施(许多国家规定电压超过 60V 需安装防护措施),相对与上面所说的“ Strong Hybrid ”来说,成本更低。

  通用性强:48V 系统可兼容更多不同的用电设备,比如如今车载领域越来越多的娱乐化大屏和复杂的汽车中控系统。同时,48V提供更大容量的蓄电池,可以将传统内燃机汽车上依靠发动机来负载的空调压缩机、冷却水泵等设备通过电池来负载,这样做不仅能有效降低发动机的负荷,也可以在发动机关闭的情况下使用这些大功率设备。

  节能减排:由于 BSG 技术和 ISG 技术的帮助,48V 混合动力系统可以进一步缩小发动机的体积,进而降低排放。同时,利用电动涡轮来替代机械涡轮,还能进一步提高发动机的效率。48V 混合动力系统可以实现滑行启停、动能回收、辅助加速等功能,有效避免了燃油的不必要消耗。相比于广义混合动力汽车,48V 混合动力系统仅需要 30% 的成本,可以达到 70% 左右的效果。从性价比方面来说相当划算。

  正值长安CS55一周年生日之际,CS55蓝动版正式发布,新车主要在自动炫动型车型的基础上,增加了48V功能核心配置,采用的是全球率先实现量产的自动变速器48V能量回收加速辅助系统。其中已经包含了整套技术的重点,能量回收、加速辅助两大方面。同时这套48V轻混系统,在传统动力系统的基础上植入P0构型的48V油电混合动力驱动组件,能够使得燃油与电能实现更高层级的共融,其技术标准在世界层面都是处于先进水平。

  燃油与电的高层级融合,最直接的体现就在于油耗。在城市路况下,CS55蓝动版车型目前最高可节省15%的燃油消耗, 在实测的高速工况中,其百公里油耗极限最低可达4.7L。能够达到这般成效的原因,是这套系统极大的优化了CS55车型在发动机启停、起步、刹车等工况下的表现,直接省下不少油。同时在高速行驶过程中有着高速动能回收和发动机辅助牵引等功能,让这台CS55蓝动版在燃油经济性和尾气排放等方面优于同级别车型。

  同时在驾驶感受方面,48V轻混也给CS55带来巨大改变。动力优势原本就是这台CS55的一大亮点,在搭载了48V轻混系统后,混合动力驱动下的表现更具有说服力。低速情况下,48V能量回收加速辅助系统自动介入提供助力,从而帮助CS55蓝动版在低速段的动力表现最高提升20%;高速状态下,这套系统合理分配发动机和电机输出扭矩,带来更稳定更具爆发力的表现。

  CS55蓝动版车型上除了动力技术层面的升级,还在原本CS55就有的车内多重防御净化技术进行了完善。在原本各项VOC环保指标都远低于国家要求的情况下,新增了整车智能新风系统;车主开车时就会通过引入新风对于车内气味进行主动净化。同时更为人性化的时,在锁车后为了使得车内仍旧保持足够清新,每隔4小时就通过空调外循环引入外界新风用以更新车内空气。

  如今在汽车领域上应用的节能环保技术已不在少数,纯电、插混、48V轻混以及现在有些热度的新三缸+涡轮增加等都已经面向了主流乘用车市场。但这其中纯电实现周期长,是趋势但需要时间;插混是最能接受的过渡,但成本过高;至于三缸发动机,则有着较大的争议。而目前CS55蓝动版采用的48V轻混技术,可能才是目前最合理的解决方案。

  CS55蓝动版将于9月中旬正式上市销售。

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