摘要

1)從能源需求匹配角度出發(fā)，48V電驅(qū)動系統(tǒng)適合所有乘用車車型。本文介紹如何實現(xiàn)這一目標(biāo)。

2）從能源轉(zhuǎn)換、轉(zhuǎn)移能力角度出發(fā)，車輛的大部分功率容量是閑置的。卻又非常必要，缺一丁點都不可以。本文介紹如何利用車輛能源大功率容量處理能力。

圖 1 車輛能量需求，能量變換能力示意圖

從圖1知道車輛能量需求是變動的，其瞬時值有正有負(fù)。車輛的能量變換能力也是變動的，波動非常劇烈。速度是能源供給和能量變換能力共同作用的結(jié)果。由推進(jìn)功率曲線圖知道能量制動饋能甚至?xí)日麄€車輛輸出功率大。比如高速下陡坡急剎車的情況下。

基于上面的情況，可以得到一個認(rèn)識。電驅(qū)動車輛的最佳能源利用方式是能源處理能力跟能源需求匹配。

車輛的能源處理能力最主要的指標(biāo)是功率，性能較好的車輛其能源處理能力通常是能源需求的十倍左右。如平均功率10KW，而車載功率通常會是100KW以上。、

回到文章的標(biāo)題，48V電驅(qū)系統(tǒng)當(dāng)前主要用于輕混或超微型車輛。從能源利用角度來說。48V電驅(qū)系統(tǒng)通常單電機(jī)驅(qū)動長時間的功率15KW以內(nèi)。雙軸驅(qū)動功率30KW以內(nèi)。也就是說在不考慮因速度瞬時大幅波動的提速制度能源需求的情況下。48V電驅(qū)系統(tǒng)能夠滿足所有乘用車的需求。

如果讓48V電驅(qū)系統(tǒng)作為主要能源供給方式?？梢酝ㄟ^提升48V系統(tǒng)的效率，如提升驅(qū)動器效率，電機(jī)效率，傳動效率等等。在車輛行駛過程中，如果48V驅(qū)動系統(tǒng)的整體效率非常高。而整個車輛能源大部分都是48V電驅(qū)系統(tǒng)提供的（在制動饋能足夠情況下，可100%由48V系統(tǒng)提供），這樣就保證了整車能源利用效率非常高。而48V系統(tǒng)成本較高壓要低一些，其提高效率的成本同樣也會很低。

以48V電驅(qū)系統(tǒng)為主動力能源，車輛的能源變換能力可能要更大一些。此外電驅(qū)動系統(tǒng)的控制會更復(fù)雜（速度控制），電機(jī)出力如何匹配四輪摩擦力（即力矩分配控制），車輛在特殊路況如沙礫路段，山路等等又該如何調(diào)整。延伸出來的問題非常多，甚至無解。上面的問題都在學(xué)習(xí)中，部分已經(jīng)有了解決的方法并寫出了。本文限于篇幅，只討論能源變換能力。

車輛的能源處理能力體現(xiàn)在多個地方，最主要的是電力電子、電池和電機(jī)。其中電力電子即驅(qū)動器是核心。是能源變換的十字路口。電池是能源的車庫。電動機(jī)是能源的生產(chǎn)和消耗終端。下面以一輛130KW驅(qū)動功率的電動車來說明如何利用車輛能源的處理能力。

130KW驅(qū)動功率是市場主力車輛配置。比如傳祺GS4 PHEV，H6汽油版等等。如果我們將130KW拆分成100KW+15KW+15KW。其中兩15KW是前后輪軸驅(qū)動，是48V電驅(qū)系統(tǒng)。100KW是一個發(fā)電電動機(jī)+520V直流電池組+100KW可逆驅(qū)動器。100KW電動機(jī)是一個三相380V三相感應(yīng)永磁同步電動機(jī)，配有一個可逆驅(qū)動器。該驅(qū)動器是可逆的。也就是說可以通過外接一個380V50Hz三相電源，對48V電池，及520V直流電池組以100KW（或低于）的功率充電。相當(dāng)于有一個車載快速充電樁。520V直流電池組是由超級電容或者充放電倍率超過10C的電池組構(gòu)成。如圖2所示。

圖 2 新構(gòu)架的48V系統(tǒng)。三電機(jī)兩套電壓等級

圖2新結(jié)構(gòu)的電動化車輛帶來兩個非常強(qiáng)大的改變。第一個改變：可以讓發(fā)展電動車脫離充電樁的束縛。人們在使用燃油車形成了一個習(xí)慣，補(bǔ)能只能加油。而實際上，電能無處不在。有電就可以充電。不需要充電樁。第二個改變是，100KW發(fā)電電動機(jī)可以作為增程系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)，在不增加成本的情況下，可以讓純電動車成為增程車，只需要租用一個小功率發(fā)動機(jī)的增程系統(tǒng)。如一個以甲醇為燃料的10KWe增程系統(tǒng)。如果車輛百公里耗電15KWH。那么純電300公里+一個10KWe增程系統(tǒng)可以保證出行需求了，此外停車休息的時候，在有電的地方快速充電。這也基本解決了里程焦慮。

上面只是一個設(shè)想中的雛形，如果這樣的方法行得通。那么可以說重新定義了電動車。要完善這樣的結(jié)構(gòu)。我可能需要另外的三年時間去證明。三年前考慮購買通勤用的汽車，順便了解一下汽車的結(jié)構(gòu)。三年過去了，汽車沒買到卻寫了超過20萬字的文章去敘述一種不一定客觀存在的東西。這三年一直犯了一個很大的錯誤。即所有做的事情都是努力去實現(xiàn)和證明：最初的設(shè)想是對。而不是尋求更加正確的方式。

在最近的學(xué)習(xí)到的48V電驅(qū)系統(tǒng)的中，覺得當(dāng)前對48V系統(tǒng)的認(rèn)識是存在錯誤，使用也是錯誤。

錯誤認(rèn)識有：48V系統(tǒng)只適合輕混（油氣電動化車輛是吃力不討好的，除非能夠大幅節(jié)油）。

48V系統(tǒng)成本低（市面上帶48V系統(tǒng)售價通常比相同配置燃油車高2萬，這已經(jīng)不低了）。

48V系統(tǒng)沒有高壓系統(tǒng)先進(jìn)。（在電能的使用中，從來沒有哪一種電壓等級是先進(jìn)的，匹配最重要。）

48V系統(tǒng)采用大電流。（電流電壓的選擇都是工程問題，綜合考慮選擇合理區(qū)間。而非一味追求單一性能，大功率不適合48V。48V最大優(yōu)勢是安全）

48V電驅(qū)系統(tǒng)效率低。（效率同樣是工況匹配的問題，而非原理性的）

這里并不是為了標(biāo)新立異，而是為了解決現(xiàn)實中存在的一些問題。利用另外一個角度來看問題，會解決一些問題并帶出新的問題。上面的講述可能重新定義電動車的雛形結(jié)構(gòu)帶來的新問題遠(yuǎn)比解決的問題要多。后續(xù)的文章中，我們逐一梳理，并尋求合理的解決方法。

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