工程师说博瑞GE 48V电气系统——是“小儿科”还

更新时间:2019-01-09 08:20    分类:梦之城娱乐官方   

  最近,随着吉利博瑞GE的上市,48V电气系统的概念又被密集的提了出来。而且一大波舆论已经开始鼓吹48V挑战HEV。于是乎,在这样一波密集的舆论宣传攻势下,大家刚刚建立的那点对于混合动力系统的认知又被打破了。

  首先要明确的一点是,48V电气系统的本质就是一套混合动力系统,根据电动机输出的大小以及位置,又可以分为轻混和中混等。而吉利博瑞GE的这套48V电气系统,就是一套中混的48V电气系统。

  从目前整个汽车产业的发展来看,混合动力技术的技术路线大致分为两个方向,第一个方向是以丰田为代表的日系汽车企业所采用的动力耦合式的混合动力技术。这也是最早出现的混合动力技术,同时,也是技术含量最高的混合动力技术。这套被称为THS的丰田混合动力系统被广泛的运用在丰田和雷克萨斯阵营下的新车上。

  而第二个方向,就是以欧洲汽车汽车在进入二十一世纪之后为了弥补在混合动力技术方面的短板而推出的轻度混合动力的架构。其动力架构构成的主体是以P0或者P2的形式构成的混合动力系统。

  相比于丰田的动力耦合式的动力输出形式,这种混合动力的架构中电动机的输出并不大,但是电动机却承担着单独驱动车辆的使用需求。而48V电气系统就是在这个基础上为了提升电动机的负载而出现的解决方案。

  所以换言之,48V电气系统只是一个方向,而并非是一种混合动力的模式。

  如果有需要,丰田的混合动力系统也同样可以使用48V的电气系统。本质上48V电气系统并不是为了混合动力而出现的,通过高电压低电流,线束的直径可以变小,而且压缩机、水泵之类的原本需要占用发动机负载的零件可以直接用48V系统供电。

  而这个才是48V电气系统的本质。至于弱混系统的运用,其实只是副产品。

  48V电气系统的诉求最早是起源于P0架构中对于电动机功率提升的要求

  。P0架构的主体就是一套起动式发电机,这套起动式发电机的输出功率比普通车型上的起动机输出功率更大。

  其达到的效果一方面是实现发动机的自动启停,另一方面则是在启停的基础上加入了一点点对于车辆驱动的性能。起动式发电机对于整车启动过程中的作用大概可以理解为手动挡车型挂着档位不踩离合器点火的效果。

  基于这样的需求,一般来说起动式发电机的输出功率都要在10-15千瓦左右,如果按照12V的传统电压进行供电,那么输出的电流势必会更高,这个做个初中物理的运算就可以得出结论。

  如果起动式发电机的输出功率为12千瓦的线V的电压供电,所需要的电池输出电流就要达到1000A。很显然,这么大的电流是行不通的。如果采用48V电器系统的话,那么电池的输出电流就只需要250A。

  这在技术上是行得通的。而且在高中物理中我们也讲到过,电压越高,能耗损失越低。

  当然,起动式发电机的高电压要求并不仅仅是48V电气系统这一套解决方案。马自达的i-Eloop技术就是通过一个超级电容的瞬间充放电来实现了同样的效果。

  不过,当车辆又更高的电动机驱动需求的时候,48V电气系统的优势就明显一些了。所以,48V电气系统可以看作是12V启停系统的升级版。

  相比于12V启停系统,48V电气系统无非是增加了48V的蓄能电池、48V和12V之间的双向逆变器以及作为核心的48V起动式发电机。

  在P0位置时,48V电气系统的作用并不大。线V电气系统大展拳脚的架构还是P2架构,也就是电动机位于发动机和变速箱之间的架构。通过48V电气系统,电动机可以直接驱动变速箱实现经济性的提升。

  对于整车的架构而言,并不改变传统车型所固有的发动机、变速箱的动力驱动方式。所以,这也是一套非常简单的,成本低廉的,并且可以快速落地的混合动力解决方案。

  以目前的技术发展来看,48V混合动力系统也不过是做的加法,在12V的基础上增加一套单独的48V的电气架构。也就是说,整车上该是12V供电的依旧是12V供电,只是起动式发电机、压缩机等这一类的零件由48V电气系统供电。

  相比之下,丰田的THS混合动力系统就要复杂的多,电动机和发动机的动力输出是通过一套被称为E-CVT的变速箱进行耦合之后统一输出的。而并非是P2或者P0架构中的单独输出。

  虽然被称为E-CVT,但是这一机械结构和传统意义上的CVT变速箱并没有什么关联,我倒是更认同于它是通过一台差速器。

  而为电动机提供动力的,是一套带有水冷系统的锂离子电池组和一套高压系统。动力系统的核心,是一套变频器,通过变频器实现高压和低压的输出。对于电动机而言,其工作电压最高达到AC 500V,注意这里是AC,代表着交流电。而蓄电池的充电电压为DC 500V,直流电。整套混合动力系统的基准工作电压是680V,电池组的输出电压是238V。

  这是很典型的高压供电系统。而驱动发动机本身的电气系统,则依旧是12V的电气系统。高压混动的最大特点就在于,电动机的功率和扭矩都可以做的很大,丰田的THS系统上的单一电动机额定输出功率可超过50千瓦,两套电机加起来超过100千瓦。在正在研发的新一代混合动力车型上,后桥电机甚至已经超过了200千瓦。

  可以看到,丰田的这套混合动力系统中,电动机在整车的动力输出过程中参与度更大。再加上动力耦合式的设计,这套混合动力系统的驾驶感受会非常的平顺。相比之下,48V的电气系统,真的是小儿科了。

  那么问题就来了,既然这种动力耦合式的混合动力技术效果会更好,那么为什么吉利没有使用呢?

  首先,这套动力系统的专利还没有放开。而欧洲汽车企业采用48V电气系统在很大程度上也是在规避这一专利。这一点吉利也懂,更何况,吉利的这套48V电气系统的主要供应商来源也是欧洲的汽车产业。

  其次,就是成本问题。48V电气系统归根结底还是一种以低成本为主推出的技术路线。结构简单易行,可以再现有的车型电气架构上进行升级打造。当然了,低成本也限制了这套混合动力系统更多的还是要依赖于发动机的出力。

  在没有形成一个巨大的产业规模的前提下,48V混合动力系统无疑是最具有性价比的降低企业平均燃油消耗量的方式。

  吉利博瑞GE推出的48V电气系统,很显然也只是应运政策的需求推出的产物,实际的推广价值从目前来看并不大。如果非要从混合动力技术层面对博瑞GE这套48V电气系统下个定义,那只能说是“小儿科”。

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