國(guó)內(nèi)首個(gè)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的48V弱混系統(tǒng)電控系統(tǒng)

根據(jù)2020年即將實(shí)施的國(guó)家第四階段油耗法規(guī)的要求,到2020年,我國(guó)市場(chǎng)上銷(xiāo)售的乘用車(chē)油耗需要再下降30%,達(dá)到百公里5L。這一要求單純通過(guò)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱進(jìn)行技術(shù)升級(jí)已經(jīng)很難實(shí)現(xiàn),必須結(jié)合混合動(dòng)力技術(shù)。

一、成果簡(jiǎn)介

本成果可應(yīng)用于48V輕度混合動(dòng)力汽車(chē)的整車(chē)控制。

48V弱混系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)最經(jīng)濟(jì)的方法,它只需在車(chē)輛上增加一個(gè)48V蓄電池,并用一個(gè)增強(qiáng)型電機(jī)取代傳統(tǒng)啟動(dòng)機(jī)即可,典型結(jié)構(gòu)如下圖所示:

48V弱混技術(shù)的優(yōu)勢(shì)是:

1)對(duì)原車(chē)改動(dòng)少,成本低。

2)節(jié)油效果可達(dá)12～15%,是滿足四階段油耗法規(guī)最經(jīng)濟(jì)的技術(shù)路線。

3)由于消除了發(fā)動(dòng)機(jī)低速工況,因此整車(chē)NVH性能比啟停系統(tǒng)有明顯改善。

4)由于引入了48V系統(tǒng),為整車(chē)改造提供了良好基礎(chǔ),可方便加入電動(dòng)轉(zhuǎn)向助力、電子水泵、電動(dòng)空調(diào)等電子附件。

蘇州奧易克斯已經(jīng)發(fā)展出了完善的48V弱混系統(tǒng)控制系統(tǒng),具備以下功能:

1)起動(dòng)工況,BSG電機(jī)在短時(shí)間內(nèi)將發(fā)動(dòng)機(jī)加速至怠速轉(zhuǎn)速以上,然后汽油機(jī)開(kāi)始工作。

2)停車(chē)工況,ECU自動(dòng)切斷發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火供油系統(tǒng),發(fā)動(dòng)機(jī)處于熄火狀態(tài)。

3)減速工況,駕駛員踩下制動(dòng)踏板,發(fā)電起動(dòng)一體電機(jī)會(huì)將車(chē)輛減速時(shí)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能并存儲(chǔ)起來(lái)。

4)滑行工況,電機(jī)輔助車(chē)輛滑行,增加滑行距離。

5)正常行駛工況,發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作。

6)起步助力,車(chē)輛處于起步狀態(tài)時(shí),發(fā)電起動(dòng)一體機(jī)會(huì)幫助發(fā)動(dòng)機(jī)或短時(shí)間內(nèi)替代發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行起步。

7)混合驅(qū)動(dòng)工況,啟動(dòng)工況向正常行駛工況的過(guò)渡過(guò)程。

目前奧易克斯已同五菱柳機(jī)合作完成了48V弱混系統(tǒng)樣車(chē)的試制,正在進(jìn)行整車(chē)匹配調(diào)試,相關(guān)專(zhuān)利也正在編寫(xiě)之中。

二、成果創(chuàng)新點(diǎn)及解決的難點(diǎn)問(wèn)題

該成果主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)在于:

1)它是國(guó)內(nèi)首個(gè)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的48V弱混系統(tǒng)電控系統(tǒng),并且已完成了樣車(chē)試制,接近量產(chǎn)狀態(tài)。

2)它在一塊ECU內(nèi)集成了發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)和48V弱混管理系統(tǒng)兩套系統(tǒng),集成度高,成本低,車(chē)輛改裝簡(jiǎn)單。

樣車(chē)匹配過(guò)程中,遇到的最主要的問(wèn)題是電機(jī)的控制精度問(wèn)題。

由于此前國(guó)內(nèi)在發(fā)展新能源汽車(chē)時(shí),側(cè)重于純電動(dòng)汽車(chē)和深度混合動(dòng)力汽車(chē),而這兩類(lèi)汽車(chē)都需要大功率電機(jī),因此市場(chǎng)上可選的適合48V系統(tǒng)使用的小功率電機(jī)數(shù)量很少,性能也相對(duì)較差,主要是扭矩輸出不夠精確和平穩(wěn),會(huì)導(dǎo)致車(chē)輛行駛過(guò)程中產(chǎn)生明顯的闖動(dòng)。

針對(duì)這個(gè)問(wèn)題,技術(shù)人員對(duì)電機(jī)輸出特性進(jìn)行了細(xì)致的測(cè)量和建模,并開(kāi)發(fā)了相應(yīng)的整形算法,能夠根據(jù)電機(jī)的實(shí)際輸出特性,對(duì)原始扭矩需求進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整,從而保證電機(jī)精確、平穩(wěn)的輸出期望扭矩。算法實(shí)際應(yīng)用后,表現(xiàn)良好。

三、國(guó)際水平對(duì)比分析

新能源汽車(chē)在各國(guó)都是新生事物,各國(guó)發(fā)展水平大體相當(dāng)。本成果的總體水平和國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品大體相當(dāng),但其中的電機(jī)扭矩整形算法為國(guó)際首創(chuàng),并且具有通用性好、計(jì)算快、精度高的優(yōu)點(diǎn),能夠大大改善車(chē)輛的駕乘舒適性,是國(guó)際領(lǐng)先的技術(shù)。

四、成果應(yīng)用情況

本成果已同五菱柳機(jī)達(dá)成戰(zhàn)略合作協(xié)議,五菱柳機(jī)將來(lái)批量生產(chǎn)的48V動(dòng)力總成(包括發(fā)動(dòng)機(jī)、48V電機(jī)和總成電控系統(tǒng))將搭載本成果。隨著四階段油耗法規(guī)的推行,本成果將有廣闊的應(yīng)用前景。

五、成果的產(chǎn)能建設(shè)情況

已建成兩條國(guó)內(nèi)最先進(jìn)的汽車(chē)電控系統(tǒng)生產(chǎn)線,生產(chǎn)設(shè)備齊全,生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)流程與國(guó)際大公司同等水平,人員配置合理,原材料供應(yīng)充足、穩(wěn)定,具備年產(chǎn)20萬(wàn)套ECU設(shè)備的生產(chǎn)能力。

六、社會(huì)及經(jīng)濟(jì)效益分析

根據(jù)四階段油耗法規(guī)的要求,到2020年,我國(guó)銷(xiāo)售的乘用車(chē)油耗需要下降到百公里5L左右。為達(dá)到這一目標(biāo),新車(chē)基本上都需要裝備48V弱混系統(tǒng)。本成果的社會(huì)效益主要體現(xiàn)在:

1)本成果使我國(guó)掌握了國(guó)際同步的48V弱混汽車(chē)電控系統(tǒng)核心技術(shù),提升了我國(guó)新能源汽車(chē)行業(yè)總體技術(shù)水平和自主創(chuàng)新能力,對(duì)我國(guó)新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展有利,也可以避免新能源汽車(chē)電控領(lǐng)域再度出現(xiàn)被國(guó)外公司壟斷的局面。

2)本成果應(yīng)用推廣后,有利于社會(huì)總體的節(jié)能減排,有利于國(guó)家的綠色、可持續(xù)發(fā)展。

3)本成果應(yīng)用推廣后,有利于減少社會(huì)車(chē)輛對(duì)石油資源的需求總量,降低我國(guó)石油資源對(duì)外依存度,緩解能源安全問(wèn)題。

4)汽車(chē)工業(yè)是實(shí)體經(jīng)濟(jì)的龍頭,新能源汽車(chē)是汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展方向,也是國(guó)家確立的七大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一,和打造制造強(qiáng)國(guó)的十大突破口之一,實(shí)現(xiàn)48V弱混系統(tǒng)電控系統(tǒng)核心技術(shù)的突破,對(duì)于國(guó)家戰(zhàn)略的順利實(shí)施有利,對(duì)于整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的提振作用也非常明顯。

5)本成果為國(guó)內(nèi)車(chē)企提供了一種滿足四階段油耗法規(guī)的關(guān)鍵技術(shù),為油耗法規(guī)的順利實(shí)施、國(guó)內(nèi)車(chē)企的可持續(xù)發(fā)展、汽車(chē)行業(yè)總體的節(jié)能減排,提供了保障。