48V车型除了基本的自动启停功能外,搭载第一代
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新能源作为当下最热门话题,各大车企为了适应市场需求以及可持续发展的战略规划,都在极力的研发和打造新能源车型。网通社在海外媒体获得消息,大众将推出比插电混动更节能的48V轻混动车型,这套技术将首次搭载在大众中期改款后的高尔夫和POLO车型身上,油耗最高可降低20%左右。

高工电动车在最近的走访调研中发现,包括北汽、吉利、众泰等国内车企都明确表示,将加大在48V混动领域的研发投入和产品规划。今年五月底上市的吉利博瑞GE车型上,已经搭载了48VBSG系统,吉利透露,明确了今年下半年起,吉利推出的所有传统车型都将会配置48V系统技术。近日,吉列对外介绍了其搭载48V系统的MHEV轻混系统,这是吉利在新能源汽车战略的战略部署——“智擎”新能源动力系统的一部分。高工电动车获悉,吉利的智擎拥有四大技术路径:混动技术、纯电技术、替代燃料以及氢燃料电池技术,据了解,目前混动技术是现阶段吉利重点突破的领域。何为MHEV轻混系统?高工电动车了解到,MHEV轻混系统就是智擎混动技术的一种,整个系统由集成在发动机前端轮系上的BSG电机、DCDC,48V锂电池模块及管理系统、能量回收系统、混动模块控制系统等组成。MHEV轻混系统的特点:在实际运用中,MHEV轻混系统主要有以下几个功能:一是,扩展停机:具体操作是,当车速小于15kph时发动机停止运行,并使用BSG电机进行停机辅助,从而缩短停机时间,减小停机抖动。二是,可以实现更加舒适地起动发动机:从而达到良好的驾驶体验。三是,低速助力:通过使用BSG电机来提升车辆低速性能,车辆行进过程中通过发动机工况优化和整车能量管理,从而达到它始终工作在经济区域的目的。四是,停机滑行能力:在车辆0高速滑行的过程中关闭发动机,脱开传动链,整车零排放行驶。五是,在发动机停机过程中,随时根据驾驶员的意图进行快速重起。六是,BSG电机可提升车辆高速超车能力。七是,在车辆制动和滑行时,将动能转换成电能高效储存在48V锂电池模块内。MHEV轻混系统的实际运用:据了解,博瑞GEMHEV是吉利第一款搭载轻混系统的车型,也是国内首款量产搭载这一技术的B级车,所搭载的轻混系统具有发动机启停、智能启停、智能航行、智能充电、智能制动能量回收等功能,覆盖行驶全程。值得注意的是,MHEV系统同时也带来了10%的动力提升,通过额外增加10kw功率和50Nm的加速助力,博瑞GE百公里加速仅需8.9秒。据了解,预计到2020年,吉利的MHEV系统节油率将提升至25%,B级车百公里油耗达到5L,这已经站在国际先进HEV技术水平的前列。

油电混合动力汽车是由传统内燃机和电机共同提供动力来源的新一代新能源汽车,具有低排放、低油耗、高动力输出等优点。根据电机与传统内燃机的功率比例,可分为强混,中混和弱混。

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48V BRS(Boost recuperation system)系统作为弱混技术mHEV(mild hybrid electric vehicle )的一种,将是未来十年内性价比最高的新能源汽车技术解决方案。48V BRS系统相比传统内燃机汽车主要新增48V 助力回收电机(BRM, Boost Recuperation Machine),48V/12V直流功率转换器(PCU,Power Conversion Unit)和48V锂电池三个核心零部件,具有起停、能量回收、加速助力、电动爬行等功能。传统内燃机汽车,搭载第一代48V系统(电机通过皮带轮与发动机集成)节油率8~12%,搭载第二代48V系统预计节油率12~19%。

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一、48伏的由来

根据大众公司对新能源车型的规划来看,这套48V轻混系统未来将搭载在POLO和高尔夫两款车型上。这套系统将由一台1.0T三缸汽油发动机和电动机组成,并配备在发动机启停与制动时残余的能量回收功能。所回收的电量,不仅仅能用于辅助发动机进行驱动,还能给车身上的用电器提供相当一部分的电量。

1)48伏是什么

另外一大区别在于,新车配备的是48V铅酸电池组。铅酸电池组的优点在于成本只有5000元左右,所以48V轻混车型的售价跟普通版相比不会高出太多。

48伏是指系统额定直流电压,并非永远稳定在48V;根据LV148定义如下图所示:

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48V汽车其实可以简单的理解成混合动力,但不同的是,该系统的额定直流电压为48V。其工作原理与发动机自动启停技术相似,用一台集成逆变器电机和一块48V的锂离子电池以及一台用于在两套车载动力系统中进行能量交换的转换器组成。简单的说,就是混合动力系统的升级版。

48伏电池电压会随着SOC的变化而变化,例如电池常温下SOC从10%到100%,开路电压为32.5V~49.8V;

不仅如此,48V车型除了基本的自动启停功能外,还具备发动机停机滑行、航行与制动能量回收、加速助力和电动巡航功能等。所谓滑行和航行的状态,前者是指让车辆在惯性状态下行驶,因为没有驱动力,速度会慢慢降低,然后再在需要的时候重启发动机。后者则是指借助电池进行电驱动,让车辆的速度在短时间内保持恒定。更重要的是,搭载该系统的车型还可以节省最高20%的燃油。

BRM电机的助力、能量回收模式也会导致48V的电压上升或者下降,当电池SOC较高时,给电池充电,需要的电压往往都会高于50V;

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直流电压不是一根直线,是存在波动的,关于直流电压允许的波动,欧洲的法规规定波动部分的有效值(即去掉均值后的等效值)要小于电压均值的10%,才算作直流电压;

2013年,由美国江森自控生产的第一代48V锂离子轻混电池在当年德国举办的法兰克福国际车展上正式亮相。第一代产品利用双电压架构,包含了一个12V的铅酸起动机和一块48V的电池组。产品设计研发的初衷,是优化能源的产生和消耗,通俗的来讲就是一个比新能源技术还要节能的新型技术。

2)为什么是48V

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60V是安全电压,根据上文提到留出10%的余量,系统允许工作的最高电压就是54V,再考虑1)中提到的电池自身电压变化和能量回收模式会使电压抬升,再留一定的余量就变成48V了。

在不久前结束的广州车展上,长安汽车推出了全球首款搭载48V轻混动的量产车型——长安汽车新逸动蓝动版。此外,48V轻混动技术还被宝马、奔驰等德国大型汽车品牌所看重。不过,由于研发成本和技术限制等因素,让许多车企望而却步。(图/文 网通社 马云龙)

48V名称由来也可能还有一些历史原因。

二、48伏关键零部件简介

48V BRS电气网络典型连接图如下。除了BRM电机、直流转换器、48伏电池等主要零部件外,市面上48V电气负载概念产品也屡见不鲜,如48V电动增压器、48V电动加热催化器等,对48V系统的功能扩展以及推广使用也具有积极作用。

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1)助力回收电机

典型助力回收电机如下图所示,既可以用来发电,也可以助力为车辆提供前进动力,甚至还能在48伏动力电池组驱动下快速起动发动机。BRM一般选用爪极电机,汽车上替代传统14伏发电机。

2)电力转换单元

典型电力转换单元如下图所示,双向DC/DC变换器在48V助力回收系统中连接高压网络和12伏网络。能量可以从高压网络向低压网络传输,对14伏网络供电;也可以从低压网络向高压网络传输,为BRM起动、助力、回收供电。

3)动力电池(48V battery)

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