日趋严格的排放法规促48V电气系统新进展

2020-01-07 02:24 点击量:


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  为了应对日趋严格的排放法规并满足全球移动交通的需求,各国整车、零部件企业都在加紧寻找对策,48V电气系统技术的研发及应用也逐步上了一个新台阶。

  8月下旬,奥迪通过两款概念车展示了全新的48伏电气(混动)系统。未来该系统将用于更多奥迪新车,从提升车辆的动力输出和燃油效率,推动汽车新技术融合应用。

  和部分零部件巨头类似,奥迪用48伏电气系统取代了原先微混系统中的12伏电气系统,。最新搭载48伏电气系统的车辆为奥迪A6 TDI概念车和RS 5 TDI概念车。这两者是奥迪公司专门的技术示范车,均配备了电力驱动的增压机。

  奥迪A6 TDI和RS 5 TDI的电力增压机运转可以不受发动机载荷的影响,能够从根本上改善车辆的加速性能。此外,新48伏电气系统还可以用于车辆的底盘控制系统,尤其适合为车辆舒适性功能进行供电。虽然奥迪目前尚未公布搭载该48伏电气系统的量产车型信息,但预计很快将揭晓。

  奥迪高管表示,目前的汽车电气技术已经发展到了12伏电气系统的应用极限。由电动机产生的能量输出需要应对各种不同工况的静态负载,尤其是在低温情况下,电动机的能量需求可以达到3千瓦。高性能电力增压机产生了全新不同工况动态负载,而目前的12伏电气系统所采用的电池电力将不再能够满足需求。

  为解决以上问题,方案之一在于增配48伏电气系统。更高的电压驱动就意味着系统中导线截面积可以更小,从而轻化电缆线束并进一步降低功率消耗。

  此次推出的48伏电气系统采用了全新的电池储能技术,与传统的12伏铅酸电池电气系统相比,能量容量更高。

  在明年发布的新款S级混动版车型上,奔驰将引入最新的M256系列直列6缸发动机,同时还将引入48V电气系统。

  据悉,奔驰计划逐步将用直列六缸汽油发动机取代目前的V6发动机,新发动机将和率先应用在新E级上的OM654四缸发动机的结构基本相同。目前混动车型上该汽油发动机的输出还没有公布,但是电动机预计能够输出19马力。

  对于另一项在新S级混动版上使用的技术是48V供电系统,这个技术此前奥迪SQ7也有应用,相比乘用车常用的12V系统能够更加节能和高效,能支持更多复杂和先进技术的应用。未来该系统还有望在非混动车型上使用。

  此外,奔驰未来还计划推出更多混动车型,例如GLECoupe350e车型将和E350e车型共享动力总成,同时S500混动版还将采用新的电池组,从8.7kWh升级到13.5kWh,但电池组的大小没有变化,质量也保持在120kg,而纯电续航能力则达到48km左右。

  韩国双龙汽车正在考虑打造一款全新SUV,规格高于蒂维拉(Tivoli),大约两年后上市,规格定位接近日产逍客。

  双龙在今年3月份日内瓦车展期间带来一款SIV-2概念车,该车是2013年日内瓦车展公开的SIV概念车升级版。在SIV-2基础上,双龙将推出尺寸超过蒂维拉的全新SUV,预计2018年左右问世。

  从SIV-2概念车看,其将搭载48伏微混系统,包括一台1.5升涡轮增压汽油发动机和一台小型电动马达,适配锂离子电池。混合动力总成能够帮助SIV-2实现静音和高燃效,削减尾气排放。

  该车还讲采用轻量化车身框架、较低的重心设计,并且底盘和悬挂系统能够进一步适应新能源动力总成,包括重度混合动力系统、插电式混合动力系统乃至纯电动系统,从而推进双龙品牌产品“绿色化”。

  目前先进柴油电动动力系统(ADEPT)项目仍在推进中,在近三年多的时间里,相关测试方对这一先进的轻度混合动力技术和48V“智能电气化”进行了密集的测试、研发和验证。该项目旨在使ADEPT试验车型能够满足越发严苛的空气质量标准和超低排量要求,预期将在不远的将来诞生一款新型下代车型。

  该车型旨在论证先进的48V轻度混合动力系统架构几乎能在高度节能套装的辅助下传输全混合动力柴油效能,同时降低二氧化碳的排量。即使面对欧洲越发严苛的废气排量标准,也依然能泰然处之。目前欧洲最新标准要求车辆必须满足欧6b 空气质量标准(排放标准),内容主要涉及氮氧化合物、颗粒物和一氧化碳的排量。

  此外,混合动力和排量控制系统的整合使该款车型能够将燃料消耗降低10-12%,相当于sub-80g/km的二氧化碳排量。最为重要的是,该技术能够能够降低成本,且效果优于传统方式,因为后者只是对某个系统进行单独的优化。初步分析表明,通过ADEPT技术,每公里行程能将二氧化碳排量成本降至80欧元/克。

  除了成熟的电气技术控制动力系统,还可以采用扭矩辅助确保在整个工作周期内维持或进一步提升其性能,同时降低车辆的能耗。该系统是基于48V电气架构建立的,ADEPT项目旨在实现高度优化的成本/性能协调(含超低排量),与此同时,还能实现大幅节能。

  为进一步降低油耗、减少排放,国际汽车零部件供应商大陆集团致力于填补价格合理的12伏启停系统与昂贵的高压混合动力(≧110伏)解决方案之间的空白。对此,大陆集团研发并推出了“48伏环保驾乘”系统。这项新的混合动力技术能轻松整合进采用传统驱动系统的汽车架构,同时又提供迄今只有高压混合动力系统才能实现的功能——例如在行驶期间关闭发动机,极其迅速、平稳地启动发动机及实现高效的制动能回收。大陆集团的这项新技术将于2016年投入量产,客户是多家欧洲汽车制造商。

  德国VOX电视台于11月16日下午5时在其“auto mobil”节目上演示了该系统的省油潜力。VOX的节目组人员在真实条件下(主要在城市环境中)对大陆集团的演示车进行了测试,这是一辆标准的紧凑型轿车,采用配置了“48伏环保驾乘”系统的1.2升汽油发动机。测试结果表明,与采用12伏启停系统的标准车相比,演示车的省油率可达21%。

  德尔福汽车公司近日推出了全新的48V汽车解决方案,这将帮助汽车制造商在满足未来汽车排放法规要求的同时,仍然满足消费者对性能的需求。德尔福正在与两家全球汽车制造商展开合作,并将在一年半内投入生产。

  德尔福在一辆改装的的本田思域1.6L柴油小轿车上展示了德尔福的48V轻度混合动力技术。德尔福的48V轻度动力解决方案可实现汽车的“智能”电气化。德尔福的汽车架构系统最大化地利用了48V电气化性能,将汽车对发动机的依赖降至最低,在改善汽车性能的同时,减少超过10%的二氧化碳排放量。

  德尔福首席技术官杰夫?欧文斯(Jeff Owens)表示:“这不仅是双电压下电气架构的革新,也是软件方面的重大成就。其对于汽车动力、线路和数据的智能管理不但能够提高燃油效率,还能为主动安全系统提供额外的动力,增强车内互联性,为客户创造一流的驾驶体验。”

  在今年4月份的北京车展上,法雷奥一举向中国展示了包括48伏动力总成系统在内的多项二氧化碳减排和直觉驾驶创新技术解决方案;其中,能有效降低20%以上二氧化碳排放和燃油消耗的48伏动力总成系统已经在中国落地,并将于2017年实现量产。

  毕诺表示:“法雷奥高于市场的增长表明,二氧化碳减排和直觉驾驶技术创新成果为法雷奥在市场中赢得了更多优势。2015年,集团创新技术产品的订单量占比高达37%。48伏动力总成系统是法雷奥二氧化碳减排技术创新的成果,也是顺应中国汽车产业低碳趋势、节能需求的动力总成优化解决方案之一。这一技术方案为国内市场的汽车制造商们达成‘至 2020年,新车平均油耗降至每百公里5升’的产业既定目标,提供了高性价比的创新选择”。

  法雷奥48伏动力总成系统由48伏电子增压器、48伏iBSG皮带式起发电一体机构成,可最大程度地回收汽车制动能量。对此,法雷奥汽车电子产品事业部中国区业务发展总监杨华强调,48伏动力总成系统是一种非常灵活的动力总成节能减排方案。它适用于各种汽柴油燃料车型,尤其适用于B级车和C级车的中高端车型。他说:“这一最新的动力总成节能系统,体积小、适配范围广、节能减排效果显著且具有很高的成本竞争优势。它已经吸引了很多国内汽车制造商的青睐”。

  尽管当前市面上大部分混动车的工作电压超过300伏,不过舍弗勒依然坚持开发48伏车载电气系统,以生产能够在低速条件下行驶的电动车。

  去年舍弗勒已经同大陆集团以及福特汽车合作,共同展示了汽油技术概念车(GTC)。这款概念车通过集成微混技术使福克斯轿车(采用1.0升EcoBoost涡轮增压三缸汽油发动机)的油耗及二氧化碳排放量进一步降低了17%。

  舍弗勒目前还开发出了传动辅助装置(TDA)。从本质上讲,TDA是一款并联式混动系统,该系统由传动系统和48伏MGU之间的可选功率流组成。其取消了传统带式驱动,转而被连接至动力系统,完成能量回收操作,并减少了二氧化碳排放。

  舍弗勒还基于奥迪TT开发了一款概念车,并进行了大量试验,该车配备了48伏ISG(起动发电一体机)、12千瓦电机及锂电池等。

  当内燃机转速较低时,通过电机的电子助力功能确保在没有涡轮迟滞的情况下维持足够的扭矩,并完成能量回收,用于为车灯、收音机或座椅调节等电气部件供电。

  随着48伏电气系统的推出,汽车的工作效率也将明显提升。舍弗勒还希望能够改进底盘技术,优化车辆结构,例如取代当前采用的液压控制防倾杆,转而使用机电主动侧倾控制系统来提升燃油经济性及减少碳排放。

  近日,在由湘潭市人民政府和《中国汽车报》社有限公司联合主办的2019汽车智库大会暨汽车全产业链发展研讨会上,长江学者特聘教授、吉林大学汽车研究院院长管欣从技术水平与创新能力方面对当前我国汽车产业集群的转型升级进行了分析。