技術(shù) 48V電驅(qū)動技術(shù)

阿彌諾斯 2017-08-03 08:30

早在2011年，大眾、寶馬、戴姆勒等德國龍頭車企就聯(lián)合推出48V系統(tǒng)，以滿足日益增長的車載負載需求，更重要的是為了滿足2020年嚴格的排放法規(guī)。

相比于純電動和插電式等新能源汽車，48V電氣系統(tǒng)聽上去或許有點陌生，曾有人把這個系統(tǒng)定義為“輕度混動系統(tǒng)”。面對各國日益嚴苛的油耗和排放法規(guī)，它成了燃油車的一根救命稻草，這所謂的48V輕度混動系統(tǒng)是否能開辟一片新的市場？

48是一個神奇的數(shù)字

48V輕度混動系統(tǒng)的前身是12V啟停系統(tǒng)，不同的是48V系統(tǒng)除了啟停功能以外，還能夠提供輔助動力。

隨著汽車電氣化的普及，越來越多的汽車附件將由機械或液力驅(qū)動轉(zhuǎn)為電力驅(qū)動，如轉(zhuǎn)向、制動器、水泵、散熱器、空調(diào)。車載12V電源已經(jīng)無法滿足所有需求，這便需要增大電壓來滿足用電需求。60V是安全電壓，也就是說只要低于60V的電壓不需要采取額外的安全防護措施，48V電池的充電電壓最高56V，已經(jīng)很接近60V，即48V電池電壓是安全電壓下的最高電壓等級了。

奧迪A8.jpg

48V輕度混動系統(tǒng)用能量約一度電的48V鋰離子電池代替?zhèn)鹘y(tǒng)的12V車載電池，用BSG（Belt-driven Starter/Generator 皮帶傳動啟動/發(fā)電一體化）電機代替?zhèn)鹘y(tǒng)的啟動電機和發(fā)電機，并增加了48V/12V雙向DCDC、電池管理系統(tǒng)等裝置，該系統(tǒng)主要包括三個工作回路：

1、電機、逆變器、48V鋰電池組成的輕度混合動力系統(tǒng)，用于發(fā)動機啟停并提供輔助動力實現(xiàn)快速起停，減少油耗，并且可以回收汽車制動時的能量來為電池充電；

2、48V鋰電池、雙向DCDC、12V車載電池（鉛酸/鋰）組成供電系統(tǒng)，用于傳統(tǒng)照明和信息娛樂等；

3、48V鋰電池還可以為電動增壓器、電子轉(zhuǎn)向系統(tǒng)或電子懸架系統(tǒng)等提供動力，讓汽車表現(xiàn)出更好燃油經(jīng)濟性和駕駛性能。

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根據(jù)啟動/發(fā)電一體化電機布置為的不同，隨著BSG布置位置的不同，BSG可以進一步升級成ISG（集成啟動/發(fā)電一體化點機），去掉皮帶的傳動，采用齒輪傳動集成度更高。不過整個系統(tǒng)的原理是大同小異的。

一次投入長期獲益

隨著世界各國排放法規(guī)對日趨嚴格，如何降低油耗、減少排放成為了各大汽車零部件供應(yīng)商最棘手的問題。

目前為止，國內(nèi)外諸多汽車零部件供應(yīng)商都在研發(fā)48V輕度混動系統(tǒng)：博世、大陸、德爾福和法雷奧已經(jīng)是48V系統(tǒng)的關(guān)鍵部件供應(yīng)商；在國內(nèi)，也有精進、上海電驅(qū)動、科力遠等企業(yè)涉及該領(lǐng)域。

上海電驅(qū)動發(fā)言人曾在中國電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展高峰論壇中公開表示，一套48V輕混動系統(tǒng)（其中包含鋰電池、BSG、雙向DCDC等），成本能控制在3500到4500元之間，節(jié)能效果則能達到12%～15%。（從國外進口會更貴一下，成本800～1500美金，節(jié)油效果15%～20%）

油耗計算.jpg

我們可以簡單的算一筆賬：

1、平均一個月油費約1000元（每天上下班代步，實際情況根據(jù)汽車排量和用戶習慣而定，在此取一個估值），一年大概12000元油費；

2、如果汽車搭載48V輕混動系統(tǒng)的話，那么一年能夠節(jié)省1400～1800元的油費；

3、按照一套48V輕混動系統(tǒng)成本3500～4500元，客戶在購車時，保守估計要為此多承擔5000～6000元的購車費用。

如此估算看來，用戶在購車時的額外花費，需要三年多的時間才能通過節(jié)油過程收回成本（當然，如果平時油費較高的話，收回成本的時間也就會相應(yīng)縮短），此外還要承擔該系統(tǒng)的保養(yǎng)和維修費用，如此一來，就不止三年了。而現(xiàn)如今，汽車更新?lián)Q代速度飛快，很多消費者換車比較頻繁，這樣的話就購買搭載48V的汽車很容易得不償失。

不過，48V輕混動系統(tǒng)除了節(jié)油以外，還具有快速啟停的功能，極大的提高了用戶體驗，這是一個不得不提的加分項。

48V能否能成燃油車標配？

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剛剛發(fā)布的新款奧迪A8就搭載48V系統(tǒng)，對于這款百萬級豪車來說，48V系統(tǒng)更多是為那些主動懸掛、動態(tài)全輪轉(zhuǎn)向等奢華配置提供動力，豪華車主并不會在意這些購車開銷，而對于普通車主來說，由于48V系統(tǒng)提高了購車時的投入，勢必需要精打細算。

預(yù)計到2025年48V系統(tǒng)裝車輛能達到1100萬，48V輕混動系統(tǒng)車型將會占所有車型的一半以上。不過，這一切都是建立在一定程度的成本把控上。如果按照上海電驅(qū)動的說法，國產(chǎn)48V系統(tǒng)成本3500～4500元，節(jié)油12%～15%，對用戶來說還是可以考慮的；但是就算進口的48V系統(tǒng)節(jié)油率能達到15～20%，5000～10000萬元的成本還是太高了。

尾氣污染.jpeg

盡可能的降低成本，才是48V系統(tǒng)普及的關(guān)鍵因素。為了確保國家燃油排放標準的實現(xiàn)，中國汽車工業(yè)協(xié)會也對配套企業(yè)提出了要求：按照要求，每套48V混動技術(shù)模塊的成本不能超過5000元。我國工信部計劃到2020年將當年生產(chǎn)的乘用車平均油耗目標降低到5升/100公里，根據(jù)2016年7月公布的數(shù)據(jù)顯示，目前我國乘用車平均燃料實際消耗平均值為7.97升/100公里，這樣看來，到2020年要實現(xiàn)油耗在現(xiàn)有基礎(chǔ)上打六至七折。隨著技術(shù)的發(fā)展，在提高節(jié)油率的基礎(chǔ)上逐步降低系統(tǒng)成本，燃油車標配48V輕混動系統(tǒng)將成為可能。