除了以較低成本降低油耗之外,系統超長待機、發動機休眠時提供動力,才是車企偏愛它的根本原因。
據通用汽車訊息,裝備48V輕混動技術的2021款別克Excelle於4月底上市。這是別克旗下車型首次採用這一技術,也是通用汽車動力總成的一次重要升級。
2021款別克Excelle搭載1.3T Ecotec雙噴射渦輪增壓發動機,獨立配備由48V電機、48V動力電池、電源管理模組和混合動力控制單元組成的輕混系統。別克旗下曾有采用混合動力技術的Lacrosse30H和Regal30H、採用插電式混合動力技術的VELITE 5,還有以純電驅動的微藍在售,但採用48V輕混系統還是首次。
實測資料顯示,48V輕混系統可以實現怠速停機、低速時純電驅動、加速時電機提供輔助、制動時電機回收動能……綜合油耗降低15%。這是通用汽車選擇這一系統的第一原因。
以48V輕混系統替換車內原有12V供電系統,此前由發動機皮帶驅動的空調、水泵、油泵、風扇等均改為電機驅動。此前,只有發動機啟動的前提下,水泵、空調壓縮機等車載用電裝置才能正常工作;現在,則可以在發動機“休眠”時保持工作,而不會影響發動機的“甦醒”。
以48V輕混系統替換車內原有12V供電系統,同等功率需求時電流降低(P=UI),整車線材的散熱、自重都可以更經濟的形式出現。更為關鍵的一點在於,48V輕混系統並不需要對系統進行實質性的改變,製造成本的增加可以控制在3000元人民幣以下——對於大多數車企,這並不會導致車價的攀升;更換動力電池的費用,也不會有令使用者難以負擔的“心疼”。
以48V輕混系統替換車內原有12V供電系統,發動機智慧起停的響應更為迅速,還能夠在低速泊車時提供純電驅動。對於通用汽車大規模裝備的小排量發動機而言,採用這一輕混系統後,曾被質疑的低速抖動將不再成為困擾。
綜合而言,48V輕混系統的優勢可以歸納為三點:第一是為降低發動機負載、提升燃油經濟性;第二是更從容地佈置大功率用電裝置;第三是以電動機輔助提供更充沛的後備扭矩,在爬坡、提速時提供助力。
早在上世紀90年代,通用汽車就已確定新能源技術發展路線,開始同步進行弱混、強混、插電式混合動力以及燃料電池技術的研發。2006年,通用汽車在Saturn的VUE Green Line Hybrid概念車上搭載了屬於BAS的36V弱混系統——鎳氫電池在車尾行李廂內,帶有輔助泵的自動變速箱、三相電機與發電機在發動機艙的右前,逆變器和直流轉換器則是藏在前格柵的後面……
Saturn的VUE Green Line Hybrid概念車的工作原理與現在使用的量產系統幾無差別,可以視為通用汽車48V輕混系統的鼻祖。在此基礎上,通用汽車又開發了第二代、第三代eAssist系統,電機尺寸變得緊湊,燃油經濟性、製造成本不斷優化,且可以與大部分動力總成相容。
在大多數人看來,48V輕混系統似乎和使用者沒什麼關係——不過是換了一套“節油系統”,實際表現甚至還不如插電式混合動力系統。與其費這麼多事兒、花那麼多錢,不如把資源投入氫燃料電池的開發更加實際一些。實際上,48V輕混系統並非是對傳統燃油系統的升級,而是關係到汽車企業未來的生存。
在2010年末,迫於“2020年二氧化碳排放達到95克/公里”、“智慧起停技術已是12V系統能力極限”的雙重壓力,歐洲(主要是德國)車企開始聯手製定48V系統標準LV-148。鋰電池和超級電容的出現,使得48V系統獲得快速發展的契機,既避免了革命性的變革,又實現了明顯的節油效果10%-15%(NEDC工況)。
採用低成本、少改動的48V輕混系統,可以較低的代價實現更低的排放。在今後一段時間內,這一系統會成為汽車行業的主流動力形式。通用汽車已經確定,48V輕混技術將全面應用於裝備小排量發動機的產品。
48V系統的大規模裝車的時間點,比預想中來的更早。2017年上市的奧迪A8、奧迪A7已在使用BAS系統,直連發動機曲軸,提速啟動和提速時可為渦輪增壓器供能。積架路華與舍弗勒合作為Ingenium發動機開發了48V系統,可以在車輛滑行或交通擁堵時提供純電驅動。在梅賽德斯-賓士旗下,首先應用48V系統的是M256發動機——48V系統操控博格華納提供的電控輔助壓縮機,整合式啟動發動機可以提供16千瓦的額外功率,市場在售的CLS 450、E 450、GLE 450以及SL 450均在裝備這一系統。
同是在2017年,凱迪拉克釋出XT5,除了裝備2.0T發動機+9AT變速箱的28T,還有裝備90V輕混系統的28E版本。電壓翻倍的90V輕混系統同樣不需要改變發動機,但是其輔助驅動、能量回收、起步驅動的表現更好,可塑性也更強。相比48V輕混系統,裝備90V輕混系統的28E更注重駕駛感受。除了縮短髮動機智慧起停的響應時間,還能在收油門時、制動時避免輸出扭矩,在起步時、滑行時避免發動機落於低效率的工作區間。
此外,雖然“智慧出行”仍然遙不可及,但軟體已經無可爭議地成為汽車的核心“部件”,OTA遠端下載系統也成普及之勢;車輛成為第二空間的趨勢愈加明確,車機、車屏的使用時長不斷增加……這就要求車輛不僅能夠超長續航,更能夠實現“超長待機”。
目前,車輛上的用電裝置越來越多,越是高檔車型,提升使用體驗的耗電裝置也就越多。可調懸架、電動助力、巡航系統、線控制動/轉向、座椅按摩加熱、GPS定位、車載監控……這些裝置都需要更大的耗電量。48V輕混系統不僅提升了系統電壓,更允許車輛在發動機停轉時仍然提供穩定的電壓輸出,保障使用者的正常使用。
48V輕混系統能夠得到跨國車企的普遍認可,並不僅僅是因為它對車輛本身效能、潛力的提升,而是因為它對於使用體驗的提升。這才是別克、奧迪、梅賽德斯-賓士等車企願意為之買單的根本原因。(文/《汽車人》吳毓)【版權宣告】本文系《汽車人》獨家原創稿件,版權為《汽車人》所有。