干貨：48V混合動(dòng)力的技術(shù)難點(diǎn)

　　新能源汽車網(wǎng)訊 歐洲近幾年把48V系統(tǒng)搞的火熱，奧迪量產(chǎn)了電增壓Q7。另外，48V BISG啟停技術(shù)也將要在2020年之前在歐洲普及?，F(xiàn)在主要的幾個(gè)48V系統(tǒng)相關(guān)供應(yīng)商也都在緊密安排在其他市場(chǎng)的匹配和量產(chǎn)工作。

　　今天要解答的就是，48V MHEV到底能給主機(jī)廠帶來(lái)什么？以后會(huì)怎么發(fā)展？里面有什么細(xì)節(jié)？下面我們一個(gè)一個(gè)回答：

　?。ㄒ唬┈F(xiàn)狀分析

　　（二）技術(shù)路線

　?。ㄈ㎝HEV分類

　?。ㄋ模┘夹g(shù)難點(diǎn)

　?。ㄒ唬┈F(xiàn)狀分析

　　弱混，其實(shí)從名字上就看得出來(lái)是一個(gè)向強(qiáng)混過(guò)度的技術(shù)路線。存在的意義就是非常高的“產(chǎn)出/投入”比例。在原有車輛構(gòu)架的基礎(chǔ)上，加一個(gè)48V電池（一般1度電左右）和DCDC轉(zhuǎn)換器。因?yàn)殡妷翰桓撸婕暗陌踩燃?jí)也不需要過(guò)多的保護(hù)處理。

　　以前48V供應(yīng)商來(lái)宣傳的時(shí)候，一直在宣傳電增壓多便宜，BISG多便宜，但是都不提電池成本?，F(xiàn)在隨著48V的普及，一套電池系統(tǒng)供應(yīng)多個(gè)用電器，均攤成本就下降很多了。看到過(guò)一個(gè)歐洲主機(jī)廠MHEV量產(chǎn)時(shí)間表，接下來(lái)幾年內(nèi)蜂擁而至，應(yīng)對(duì)2020排放標(biāo)準(zhǔn)。而目前供應(yīng)48V BISG的廠商包括法雷奧，博世，大陸，LG等。

　　在MHEV中，舉足輕重的就是BISG啟停電機(jī)。由于加大了電壓，功率能夠支持快速啟動(dòng)和停止發(fā)動(dòng)機(jī)。一般熱機(jī)能夠達(dá)到0.5秒左右以內(nèi)，這比我們一般綠燈起步時(shí)“踩下離合器踏板-掛一檔-松離合”的速度要快。而且由于啟動(dòng)速度快，不會(huì)出現(xiàn)以前那種“突突突”好幾下才能啟動(dòng)的情況，對(duì)于駕駛舒適性和nvh有很大幫助。

　　在車輛靜止或者滑行時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)熄火的速度也會(huì)快很多，達(dá)到0.4-0.5秒以內(nèi)，比起以往的自動(dòng)停機(jī)可以快將近一倍。同時(shí)還可以回收一部分電能。

　　在冷啟動(dòng)時(shí)，也可以通過(guò)BISG來(lái)增加發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載，提高排氣溫度來(lái)加快暖機(jī)速度。當(dāng)然，目前的BISG很少能滿足長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)大扭矩輸出（極限扭矩往往在50Nm左右）。

　　另一方面，最近火熱的電增壓其實(shí)在業(yè)界已經(jīng)研究了不少年。法雷奧購(gòu)買了CPT（Controlled Power Technologies）的乘用車（3.5噸以下車型應(yīng)用）交叉磁阻電機(jī)技術(shù)（Switched Reluctance Motor）之后當(dāng)上了電增壓的先驅(qū)者，奧迪用的就是這套系統(tǒng)。緊隨其后的眾廠商（博格華納，霍尼韋爾，皮爾伯格，三菱重工，等等）也靠著永磁同步電機(jī)進(jìn)入了市場(chǎng)。當(dāng)然還有通過(guò)eCVT及類似系統(tǒng)支持的Eaton和Integral Powertrain，以及其他一些更少見(jiàn)的電增壓概念。編輯會(huì)結(jié)合經(jīng)驗(yàn)單寫一篇，詳細(xì)分析一下搞電增壓需要掌握的技術(shù)，以及主機(jī)廠在什么時(shí)候什么條件下應(yīng)用電增壓有可能有更大優(yōu)勢(shì)）

　　從宏觀上理解電增壓，實(shí)際上，它是利用低壓系統(tǒng)（48V）在消耗很少電能的前提下為發(fā)動(dòng)機(jī)提供更多進(jìn)氣量。而發(fā)動(dòng)機(jī)可以用多噴油的方式，在總輸出功率上產(chǎn)生一個(gè)放大比例。電增壓消耗3-5千瓦能量的同時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)可以多輸出15千瓦甚至更多。

　　其實(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)將額外的油氣轉(zhuǎn)化成能量的過(guò)程本身并沒(méi)有太多的效率改善。而且，現(xiàn)在的電增壓基本都是瞬態(tài)工作（幾秒鐘而已，最大工作時(shí)間根據(jù)載荷而定，具體請(qǐng)關(guān)注之后的電增壓文章）。但是，瞬間釋放額外能量的能力，給整車匹配帶來(lái)了很大幫助。

　　實(shí)際上奧迪配備了電增壓的新款柴油機(jī)低速扭矩特性也只是在瞬時(shí)能夠達(dá)到（3-5秒左右以內(nèi)），超過(guò)這個(gè)時(shí)間，低速扭矩就會(huì)下降。但是車輛如果是在平路上加速的話，3-5秒后車輛已經(jīng)進(jìn)入高速，不再需要低扭。唯獨(dú)的問(wèn)題是在低速高扭，爬坡的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)扭矩在幾秒之后衰退。另外，48V電池的電量和充電能力也不足以支持一分鐘內(nèi)過(guò)多次數(shù)的急加速（5-10次以上）。

　　總結(jié)一下電增壓能夠帶來(lái)的幫助：

　?。?）非常直觀的，大幅改善增壓發(fā)動(dòng)機(jī)響應(yīng)速度。

　?。?）雖然對(duì)變速箱的穩(wěn)態(tài)匹配不會(huì)有太大影響，但是可以允許車輛在加速時(shí)使用高一個(gè)檔位，優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)工況來(lái)降低油耗和排放。

　?。?）可以犧牲廢氣渦輪增壓本身的低扭和響應(yīng)速度，來(lái)更有針對(duì)性的提升發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率（往往可以提升最大功率10-15千瓦左右，同時(shí)還要對(duì)進(jìn)排氣及噴油系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化甚至再選型，繼續(xù)增加功率可能會(huì)遇其他硬件的瓶頸或者犧牲經(jīng)濟(jì)性）。而通過(guò)電增壓來(lái)彌補(bǔ)低扭和響應(yīng)。

　?。?）對(duì)于汽油機(jī)來(lái)說(shuō)，可以克服低速大扭矩時(shí)掃氣帶來(lái)的排放和三元催化問(wèn)題。在增壓汽油機(jī)上，一般為了克服低扭爆震問(wèn)題，都需要加大重疊角和掃氣來(lái)降低缸內(nèi)殘余氣體比例。但是這使得排氣LAMBDA偏離1，給排放和三元催化帶來(lái)問(wèn)題。有了電增壓，就可以降低這個(gè)工作區(qū)域的排氣背壓，從而直接減少對(duì)掃氣的需求。

　　（5）柴油機(jī)對(duì)電增壓的需求可能會(huì)更大。因?yàn)殡S著排放標(biāo)準(zhǔn)的升級(jí)，多級(jí)增壓系統(tǒng)的熱慣性特點(diǎn)導(dǎo)致的冷啟動(dòng)排放問(wèn)題，使得滿足歐洲RDE和美國(guó)SULEV成了難題。用電增壓替代二級(jí)增壓里的高壓級(jí)，或者對(duì)已有增壓系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)充，可以使得柴油機(jī)冷啟動(dòng)排放問(wèn)題大大緩解。同時(shí)還可以提供加速瞬間的EGR降低NOX的瞬間排放。這正是奧迪Q7柴油機(jī)上配備電增壓的原因。（和國(guó)內(nèi)技術(shù)路線不太相關(guān)，在這就不過(guò)多討論了）

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