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关于“48V轻混系统”,你知道多少?

导读: 众所周知,奥迪新旗舰全新A8在今年发布,其动力系统的一大亮点就是采用了48V电气系统,取代传统的12V的电气系统。

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  (图为中期改款的全新奔驰S级)

  众所周知,奥迪新旗舰全新A8在今年发布,其动力系统的一大亮点就是采用了48V电气系统,取代传统的12V的电气系统。什么是电气系统,12V和48V又有什么区别?

  早在汽车发明的时候,其实并不存在蓄电池,也没有电气系统,整体除了基本的传动装置以外没有特别的东西,非常简陋。1918年汽车首次引入了蓄电池,随着起动机的诞生,1920年蓄电池获得了广泛应用,当时蓄电池的电压等级是6V,并且正极接地。由于内燃机排量的增加以及高压缩比内燃机的出现,6V蓄电池已经不能满足功率需求,1950s电压等级开始向12V进化,一直到现在,12V电压系统已经统治了60多年。1988年,SAE(SocietyofAutomotiveEngineers)提议把标准电压提高至42V。由于当时的技术水平,以及电气零部件替换的高昂费用,汽车企业并没有积极推进实施,即使随着电气设备的增加,电池已经不能满足车身设备的功率需求的情况下,汽车企业采取了切断大功率负载的方法来降低电池的负荷。42V并没有得到推广,至今汽车依然是12V系统。

  关于“48V轻混系统”,你知道多少?

  (图为奔驰的第一辆量产车型BenzPatent-Motorwagen)

  12V电压系统在引入启停机构之后,基本已经达到了功率输出极限,如果在12V电压下引入轻混系统,功率需求在10kW~15kW左右,这样的电压下电池的输出电流高达1000A,显然行不通。2011年,Audi,BMW,Daimler,Porsche,Volkswagen联合推出48V系统,以满足日益增长的车载负载需求,更重要的是为了满足2020年严格的排放法规。并在随后发布了48V系统规范LV148。

  至于为什么是48V而不是24V呢?很重要的原因是,60V是安全电压,也就是说只要低于60V的电压不需要采取额外的安全防护措施,48V电池的充电电压最高56V,已经很接近60V,即48V电池电压是安全电压下的最高电压等级了。

  在当今节能减排的大背景下,很多汽车厂商都是从小排量或者混动开始做起,一起步就做纯电动的比如特斯拉少之又少。一方面由于生产的高成本,另一方面则是续航问题,短期内快速普及基本不可能。而排放法规方面,欧盟的标准最为严格。其规定到2020年百公里油耗要降至4L,每公里二氧化碳排放低至95g。显然单纯靠提高发动机的燃油效率达到排放目标基本是不可能完成的任务,汽车混动化,纯电动化是最佳技术路线了。48V轻混系统相比高压混动系统而言,成本更低,却可以达到高压混动系统(电池电压>100V)大部分节能效果,按照德尔福的测算,48V轻混系统是高压轻混系统成本的30%,能达到高压轻混系统70%的节能效果。

  而关于48V的优点主要有以下几个方面:

  1.低于60V安全电压,不需要采取额外的电压防护,相对高压混动系统,成本更低;

  2.相对于12V系统,相同功率下工作电流只有1/4,损耗只有12V系统的1/16;

  3.由于BSG/ISG的电功率辅助,可以进一步缩小发动机的体积,进而降低排放;

  4.可以将传统发动机上的高负载附件电动化,比如空调压缩机、冷却水泵、真空泵等,降低发动机的负载,即使在发动机关闭的情况下,这些设备也能工作;

  5.将车载电器工作电压提升到48V,可以进一步降低损耗,同时可以降低线束外径;

  6.可以支持更大功率的车载设备。

  7.可以涡轮电动化,进一步提高发动机的效率,并且不会有涡轮增压器延迟现象;

  8.BSG/ISG点火时间更短,更低噪音和更小震动。

  9.48VBeltStarterGenerator(BSG)容易替代原有的12VBeltStarterGenerator,无需大幅更改设计即可配套。

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  (图为中期改款S级内饰图)

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