浅谈48V技术路线

2022-04-19 17:25:05 浏览数 (1)

上篇文章《聊聊48V混动技术》中提到48V系统的出现主要有两点因素:汽车零部件电气化趋势和主机厂降油耗的压力。目前来看,国内主流一代48V拓扑中,48V系统包括48V电池、DC/DC、BSG(Belt Starter Generator)三大件,吉利博瑞GE、长安逸动、CS55等搭载48V的车型已经批产上市,今天从节能减排方面探讨一波48V技术路线的发展。

1 工况循环切换(NEDC>WLTC)

我国是能源消耗大国,随着工业及汽车行业的快速发展,石油进口数量逐年增加,国家对进口石油的依赖度也连年提高,因此节能减排一直是当前和未来汽车行业发展绕不开的话题,从国家层面制定相应的燃料消耗量法规是推动汽车低碳发展的重要措施。近日,国家工信部针对GB27999和GB19578的修订征求公众意见,这两个草案主要规范从2021年到2025年乘用车燃油量以及油耗、排放的测试循环。

其中,GB 27999《乘用车燃料消耗量评价方法及指标》中提到:

  • 2025年乘用车油耗平均4.0L/100km的目标保持不变,根据新、旧试验方法对比对总体目标进行相应换算。
  • 五阶段目标值及限值将基于WLTP重新确定,并在2021年一次性完成NEDC向WLTC的过渡。

NEDC是国五阶段油耗和排放的测试循环,属于稳态循环,由两部分组成,第一部分为低速,低负荷的市区工况,时长780s,第二部是市郊工况,时长400s;而WLTC则是更加严格的瞬态循环工况,分为低速589s,中速433s,高速455s,超高速323s四段。WLTC最高车速131.3km/h,时长1800s,行驶距离23.25km,NEDC最高车速120km/h,时长1200s,行驶距离11km,WLTC测试工况平均测速46.54km/h高于NEDC 33.68km/h。另外,WLTC减少了低速怠速比例,削弱了怠速启停和混和动力技术的节油效果。

中汽中心对WLTC与NEDC工况进行了大量数据对比,多款车型线性回归分析,得出WLTC的油耗结果较NEDC高约10.57%,测试工况的切换对企业燃料消耗量又是一大挑战。

2 PHEV技术路线

PHEV车型在WLTC工况下(各主机厂控制策略有所不同),总体来看,油耗结果恶化20~30%,大于传统的增压发动机和非增压发动机车型。另外,在《汽车产业投资管理规定》新规中,已经将PHEV划分燃油汽车,不再享受补贴,PHEV的数量将会逐步减小。

3 发动机缸数

相同排量的三缸机(小于1.5T)与四缸机油耗测试差别不大,差异在1%左右,而48V系统搭载三缸机有可能成为过渡技术路线的不错选择。

4 多技术路线并行

GB27999中对节能技术经济分析中指出,对于2025年乘用车新车平均油耗达到4L/100km,一方面需要相当数量的新能源汽车,到2020 年,新能源汽车年产销达到200 万辆,到2025 年,新能源汽车占汽车产销20%以上。当然除此之外,另一方面则持续降低传统汽车燃料消耗量,尤其是推动48V系统,混动系统等技术的广泛使用。

5 技术竞争力比拼

发动机直喷与增压技术,小型化,可变气门技术,工作循环的优化等,预计能够节油15%左右,平均成本增加约0.74万,轻量化,低滚阻轮胎应用约4%,平均成本增加0.3万元,变速箱多挡化预计3%左右,平均成本增加0.13万元;而48V系统综合节油预计达到10%左右,成本增加0.3万元,可见48V技术路线是降低油耗的重要技术选项之一。

6 个人总结

当前汽车电气化趋势发展和面临降低油耗压力下,依靠传统动力系统难以满足限值要求;而国家新能源车辆补贴退坡更是能够凸显节油技术路线性价比。一代48V 系统系统成本在0.3万左右,可以降低10%左右的油耗,已有多个项目批产上市(奥迪,奔驰,吉利,长安等),受限于电机集成位置和电机功率,节油效果有限,而二代48V 系统有P2/P3/P4等拓扑,电机与变速箱或者后桥进行集成,电机功率更大,可回收能量更多,期待有更高的节油表现。

小记

当前一代48V系统中除了增加常见的48V BSG电机、DC/DC和48V 电池。结合48V 系统的基本启停、滑行启停,助力和能量回收等功能,相应的零部件也需要进行调整。

  • EPS助力转向单元

当整车在进行滑行启停时,发动机处于熄火状态(皮带轮系不工作)。因此,需要电动助力转向系统以满足驾驶员驾驶转向需求。

  • 双向张紧轮

原12V 交流发电机只有发电负扭矩,现在48V BSG既可助力也可发电,因此需要将原车单向张紧轮改为双向张紧轮。

  • 增强型皮带

一代 48V P0主要Feature之一就是启停,包括0车速启停功能,带车速启停,因此需要皮带具有防止低温打滑,支持频繁启停的增强型皮带。

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