“嫌太长只看60秒”版
1、车上有不同的电压体系,12V电瓶最常见,48V正在引入,200V以上是能够驱动车轮的高压体系。
2、48V混动也算混动,别拿村长不妥干部,这玩意又省油又廉价,从全车生命周期算下来很值得。
3、48V体系长下面这个样:
4、奢华品牌独爱48V,由于12V不行电用…… 德系、美系是前锋,我国品牌在追逐,日系比较佛系。
5、12V电瓶仍是要花钱买。
常见的车载电压体系
前期的内燃机轿车产品并没有电气体系,发动用摇柄处理(就是现在的手扶拖拉机“钥匙”),喇叭用铃铛处理,大灯则由内燃机直接供电。
1918年,AMC的前身,也就是哈德逊轿车公司(Hudson Motor Car Company),将6V电压带进量产车设备序列,并逐步催生了车载电灯和车载发动机的设备。
哈德逊Phaeton’ 1917
经过了30多年的开展,6V电压体系被打败了,从笔者的前史观来看,降服它的是美国人。
美国赢得二战,积累了巨额的社会财富,美国奢华车成为整个20世纪50年代最顶尖的民用工业产品,动辄6-8L排量的美式大V8发动机让6V电压体系腰腿酸痛。当然,世上没有6V电压体系干不了的活儿。假如有,那就串联两个6V。这就是咱们当今还在用的12V铅酸电池之由来。
2010年发布的保时捷911 GT3 RS能够选装锂离子电池,官方称能够减轻10kg分量。不过这项配备也并未持续下去,由于锂离子电池并不太合适担任铅酸电池的低电压低自放电人物。
有些重型车辆会运用两套串联的24V电压体系给电气体系供电,或许串联成24V之后再并联成更大能量的组合。
1988年,美国奢华品牌们顶不住车内用电器激增之后的电量匮乏问题,比方凯迪拉克就是在那个时分全球初次设备卫星导航体系的,美国轿车工程师学会(SAE,Society ofAutomotive Engineers)终究建议将乘用车的规范电气电压说到42V,不过终究没能推进下去。
奢华品牌们苦低压体系久已。你看常见的发动机自启停体系,即运用上AGM电瓶(Absorbent Glass Mat Battery)也已达7kW左右的功率极限,电路的鲁棒性跟印度电网差不多……
一向到2011年,德国奢华品牌们也扛不住弱鸡的12V电压体系了,开端组团建议运用48V电压体系,并推出了一个新的行业规范LV148。
48V电压体系有了4倍电压,电池包的能量进一步提高,能够饱尝更长时刻的内燃机停机,还能经过BSG/ISG电机进行能量收回,帮忙车企们敷衍欧盟2020年的95g/km排放法规压力。
低于60V的,咱们都叫低压体系,不会对人体形成过大的损伤。
到了200V乃至更高,这些高压电池能够独自驱动车轮,因而咱们称之为“动力电池”。
比较闻名的千万辆级HEV非插电式混合动力技能丰田THS,用的就是大约200V的高压电池包,不自燃、能量密度低、比较重、循环寿数超长的镍氢配方。
大约250V的动力电池来自丰田引认为豪的Mirai氢燃料电池车,用来贮存氢燃料电池体系出产出来但还没来得及用完的电,以及能量收回体系刚刚收回来的剩下电能。
从300V往上都是可插电的动力电池产品,现在电压最高的乘用车电池产品是保时捷的800V体系,是当时干流400V(邻近)体系的两倍电压。这组电压规模为610-835V的电压体系源自保时捷919 Hybrid混动赛车,想知道919传奇故事的请点开下图,笔者写了良久的一篇长文,慨叹坏了:
800V电压体系能够更高速地“取得电能”与“开释电能”,原理跟“文章接近Deadline时作业压力大增所以写得特别快”差不多。
经过添加电压,电缆损耗下降,电缆负载能够添加,这条规律也能够用来解说12V到48V的进化之路。
48V轻混车算不上混动?
这么小的电池和电机,怎样能够算是混动呢?
这是笔者一向在考虑的问题,但最近两年总算理清思路了——我只要把一切混动体系(Hybrid Vehicle Drivetrain)看作内燃机(ICE,Internal Combustion Engine)的节能技能,就能把当时绝大大都的“油-电”混合技能融入同一个常识体系内。
换句人话:48V轻混,就是混动车之一。
加深了解一下:
Micro Hybrid 微混 = 自启停体系 = 能让ICE歇10秒的12V混动体系
Mild Hybrid 轻混 = MHEV = 48V BSG/ISG电机 = 能让ICE歇3分钟的48V混动体系
Medium Hybrid 中混(不在表格内) = 我搭档自己界说的 = Creep 电驱蠕行 = 能让ICE歇100米的高压中混 = 斯巴鲁13PS/0.27kWh混动
Full Hybrid 强混 = 双擎那种HEV = 能让ICE歇3公里的高压强混
Plug-in Hybrid 插混 = 唐DM那种PHEV = 能让ICE歇50公里以上的、可充电的高压强混
典型的PHEV高压电池结构
听笔者念完上面这几串,咱们应该底子了解现在最首要的四种混动方式了。其间微混是每台自启停汽柴油车都有的,轻混是现在商场热推的48V车型,强混是双擎那种超省油但不插电的混动车(鸡肋到炸的动力竟然叫“强”混),插混就是能补电、能享用国家补贴的。
为何车企如此热心48V电压体系?
先不聊学术的事,我就问咱们一个问题:有什么产品是人见人爱、车见车载的?
好东西 = 廉价 + 好用
害,就是这么简略。由于48V体系是最高压的低压体系(混动节能功率最高),又需求高压体系(HEV/PHEV/REEV/FCV/BEV)的繁琐电控/绝缘/热办理,这清楚就是鸡头凤尾中的优质鸡头,
再聊深度一点,就有以下这么多点:
1
方针驱动
《中华人民共和国节约能源法》《我国制作2025》《轿车工业中长期开展规划》一向在强力推进车企进行ICE体系的节能化改造,仅有或许的方向就是部分电气化(从微混到插混)。
咱们是不是习惯了一上车就关掉发动机自启停体系(Micro Hybrid)?由于这默许敞开的厌烦玩意底子省不了几秒的油,振荡还贼大,大夏天的没经赞同就给你停了空调压缩机,彻底就是车企为了敷衍油耗测验弄出来的。假如要评选“实际上最废物的轿车配备”,自启停体系认第二,没技能能认榜首。
我国乘用车新车的2025 年方针有多严苛呢?下降至 4 .0L/100km,对应二氧化碳排放约为 95 g/km。
单凭48V轻混动必定打不到,但2025还远着呢,作为过渡的低耗减排技能,必定是当时最正确之选。
2
本钱驱动
可变截面涡轮很好,我知道。
可变压缩比很好,我也知道。
HEV强混体系更好,我更知道。
多少钱给装一个啊?这个问题太尖刻了,无法回答。假如咱们仅仅需求优化5%左右的驾驭循环油耗,那么48V电压体系下的BSG/ISG才是最高性价比的挑选。当然,理论上能够优化12%左右,仅仅当时实测数据并不支撑这个假定(我是不是太客观太厚道了)。
一套48V体系,本钱仅需大约600元人民币就能完结大约1%的油耗优化,稳赚的生意谁不做?
3
技能老练
48V电压体系广泛推行的另一个重要原因是工业跟上了,BSG与ISG电机越来越廉价,电池技能也得到了必定打破。
锂离子电池在PHEV和BEV的井喷式开展大潮中得到了技能革新,现在用在48V体系中的1.5kWh低压电池包在外尺度、整备质量、充放电速度、本钱操控、安全性上都有了很大的改善。
4
规划驱动
天主的归天主,凯撒的归凯撒。
低功率负载归12V体系,高功率负载归48V体系,12V扛不住的负载就别硬上,牵强没美好。
以下负载,交给48V电压体系之后大有出路:
a、BSG/ISG电机:更大功率的启停一体式电机,还能进行动能收回,ISG乃至能够给到扭矩辅佐(尽管很少)。
b、电子增压器:增压器电气化之后,涡轮迟滞就没有了,什么转速下都能给让涡轮有正压,动力输出的突兀天然少了许多。
c、空调压缩机与PTC加热电器:食量反常的耗电人物,功率别离都在4kW左右,挂到1.5kWh锂电池上之后,就不必烦恼每次自启停就中止制冷(12V电压体系底子扛不住)。
d、空气悬架:空气悬架(绷簧)里头有空气压缩机,用上更大功率的48V体系之后能够确保空气悬架反响更快。
e、转向助力体系:决断投向48V。
f、后轮转向技能:后轮电机给到48V体系服务,响应速度也更快。
g、泵:油泵水泵各种泵,交给大功率的48V体系吧。
h、智能车机体系:下图自己感触,L2+的200TOPS算力要耗掉45W(笔记本充电功率),L5的2000TOPS就是800W,请问12V体系总共才多少kW?
低功率负载仍是能够交给12V电压体系的,比方照明体系(LED化之后很节能)、信号体系、蜂鸣器、仪表盘、电窗门锁以及发动机喷油焚烧体系等等。
4
用户需求驱动
用户买车就是图个性价比,48V轻混动车子没升价/只升一点点钱,能够换来挺多的:
a、自启停体系的平顺性大幅度添加。
b、能量收回进程中的心思愉悦。(因而车企喜爱把能量流显现在仪表盘/中控屏上)
c、能量收回反拖能够省刹车片,且因反拖力度不大,不会厌恶到驾乘人员。
d、真的能省0.3-0.8L/100km的油,省钱了就是功德。
e、车辆能够配备更多大功率负载,奢华、智能得以完成。
f、有些BSG电机能够在换挡期间调整ICE的转速以消除自研自产自销的废物双聚散变速箱之抑扬,详细是哪个聪明品牌我就不点名了。
5
宣扬驱动
除了以上6个小点的用户得益,开节能轿车现在也成为了一种政治正确,车企当然也想经过相关的宣扬来展现用户集体“具有精英人群的社会责任感”。
48V电压体系怎样帮忙节油?
进入本文最重要环节,但这节的内容十分复杂,单劈一篇万字长文是没问题的,但读者们应该会直接关掉网页……
所以笔者今日就只用2张图把作业简略说一下。
先做一张图展现48V与12V双体系是怎样联合作业的:
合作上图解说怎样节能:
1、能量互通:两套电压体系是互通的,理论上都能够经过DC-DC相互升降压充放电供应对应电压的负载,因而总体系不易亏电,不必常常发动内燃机。
2、滑行储能:48V体系参加之后,车辆更简略完成滑行储能形式,也就是视觉传感器、方位传感器、卫星信号判别你要进入“滑行至中止”这个作业,提早30秒左右停掉内燃机并让BSG/ISG回转发电。
3、回转储能:BSG/ISG作发电机用,能量来历或许是刚刚说到的滑行,或许是内燃机经济转速下的剩下动能,也有或许来自专门的发电形式。比亚迪DM3体系就有发电形式,让汽油机固定在1500rpm 用BSG进行8kW发电,实际上不好用。
4、能量大增:内燃机作业时能够电体系充电,12V铅酸电池与48V锂电池的总能量一般在2kWh左右,满意红灯前吹好一阵子空调凉风了,不必常常发动内燃机。
5、扭矩辅佐:ISG电机能够供应50N·m左右的驱动扭矩(但不能独自驱动车轮),帮内燃机降负荷,必定程度上下降了油耗。
接下来笔者上一张多年前P的老图,这儿底子说清了电机方位和作用,其间48V体系能够供应P0(BSG)、P1(ISG)、P2、P0+P3四种电机布局运用。
现在市面上见到的48V电压体系之电机,底子都是代替原发电机方位的BSG电机,因其本钱最低、结构最简略,大都12V车型随意一改就能成为12V+48V的BSG轻混车型。
有哪些车企正在主推48V产品?
1
德系
德系是后来者,反而居上了。究其原因,就是由于德系奢华品牌太多了,高功率负载多,老早就受不了12V电压体系了。
奔驰从W221那一代奔驰S级(2006-2013)就开端做48V体系的测验,宝马则在ActiveHybrid 7(2010-2012混动7系)进步行了实验。终究榜首个跑出来的不是奔驰宝马,而是2017年发布的第四代奥迪A8(D5)。笔者形象深化,是由于那篇首发技能解析稿是熬夜写的。
不过A8的48V体系用了更简略、更廉价、无法进行扭矩辅佐的BSG电机,尽管没对动力有协助,但油耗有了0.7L/100km的下降。相同的体系很快就用到了奥迪A6(2018)、A7(2018)、Q7(2020)、Q8(2020)、A4(2020)、Q5(2021)之上。
奔驰必定不会掉队,EQ Boost 48V马上奉上。请注意,这是一台更高阶的ISG电机,不只协助省油,还能进行扭矩辅佐(由于在发动机飞轮输出端)。这些ISG很快就配备到了C级(2018)、CLS级(2018)、S级(2018)、AMG GT53(2018)等车型上。
那个,AMG车主现在也考虑省油吗?
至于宝马,其实上一年5系就在海外铺开了48V,但华晨宝马还没有跟进。第八代群众高尔夫也有48V,第四代EA888天生就跟48V匹配,估计今后德系是铺48V最活跃的一个阵营。
保时捷呢,最初不是48V的首要建议人吗?是的,保时捷很需求48V电压体系来伺服主动防倾杆。空气悬架等高功率负载。
此外,保时捷911也在做愈加深化的电气化测验,先是自启停微混,然后是48V轻混,今后还会有插混乃至纯电。
2
美系
通用集团是低压体系高压化(12V一次,42V又一次)的先行者,旗下几个品牌都玩过48V轻混,比方土星在2007年开端做轻混,不过终究仍是全面转向48V。
跟德系品牌相同,最早量产48V轻混体系的电力需求最大的奢华品牌。新出的2021款凯迪拉克XT5和XT6全系都铺了48V轻混,ISG电机功率10kW,能够给50N·m的扭矩辅佐。由于是ISG,所以不需求改本来的发动机和变速箱,在年款车型上都能直接配备。
凯迪拉克给出的归纳工况节油成果是“节约5-6%”,满意厚道,由于许多三四线车企就喜爱给你标一个10%左右。
实际上,这个份额确实比较能够了。我之前用的LTG引擎没可变缸技能,变速箱也是老款的8L45,超速挡位减速比不行大,所以高速油耗还不行极致。后来换LSY+9AT之后,一百公里能够省2.5-3.0个油,首要劳绩是可变缸技能和愈加省油的9号超速档。现在凯迪拉克推出“LSY+9AT+48V”组合,还能再优化5-6%,ICE的停机时刻能够更长。
美系另一大阵营是福特集团,不过或许由于上一年长安福特混得不行好,所以没有及时引入48V体系。我国顾客对“三缸”这个词太介怀了,实际上福特的EcoBoost三缸机十分高功率,配上48V电机之后还能省更多油,海外版的福克斯和嘉年华早就用上了。
咱们有没发现我没提林肯……哎,一个以NVH制胜的奢华品牌,怎样现在还没48V电压体系引入我国呢?
就如前文说到的那样,美系品牌是高压化前驱,像凯迪拉克/林肯这种开端逐步铺智能车机、主动驾驭、主动悬架的品牌,现在正是时分全面搭载48V,一方面处理电力困境,一方面提高平顺性和静寂性,一方面确实也能省点油。
3
我国品牌
比亚迪在2013年推出了自家的48V弱混技能,他们叫“绿混体系”(期望基金读者不要介怀),不过这款弱混体系并不怎样知名。真实卖断货的是第二代唐DM,许多订金用户(不是没交钱的意向用户哈)最近等不到车抛弃,这种热销局面关于比亚迪而言是榜首次。
尽管唐DM用的是不能进行扭矩辅佐的BSG电机,但还有P3和P4两台大功率驱动电机,所以动力输出强势得可怕。
吉祥也是推进48V的工业巨子,他们主打的是接地气的BSG电机,不过官方说能省15%(!!!)。笔者看到有媒体软文吹“吉祥能省15%,奔驰奥迪远不如”就觉得特别厌恶。
此外,一汽、长安、广汽、长城等品牌也都在跟进48V,而起步比较早却被反超的是江淮,咱们2017广州车展就解读过他们家的48V轻混体系。
为什么独自说说江淮呢,由于他们这套HyBoost轻混体系用的是磷酸铁锂配方的48V电池,能量只要戋戋0.38kWh…… 我一向很想试试装机之后会有哪种等级的节能作用。
4
日系品牌
日系品牌,笔者简要讲三句。
榜首句:丰田本田具有强势的HEV强混技能,对48V兴趣不大。
第二句:马自达和斯巴鲁这两家只用工程师脑袋想东西的厂家从2019开端逐步测验48V体系。
第三句:铃木发力最早但其我国商场失利了,刚发布的日产逍客有48V但不知道是否引入。
5
供货商
48V商场鼓起,将发生巨大的赢利商场。由于电池、电控、电机都能够外包,所以……底子上买回来装机调试一下就能用了。
大陆集团专心做BSG电机,另一个巨子博世也在不断研制新的BSG,宁德年代给它供应48V电池包。
此外还有德尔福、法雷奥、日立、舍弗勒等等零部件巨子也参加了这块蛋糕的争夺,不知道为什么电装没声没气。
汇总48V电压体系的优势
1
12V真的不行用
从6V到12V再到48V,轿车电压体系见证的是轿车产品逐步迈向电气化与智能化的前史。在21世纪的轿车产品中,为安全功用、舒适功用、智能化配备、电气化底盘、主动驾驭运算服务的高功率负载越来越多,储能设备能量缺乏的问题越发显着,提高电压与电流可更好地满意负载的需求。
2
48V体系其实很轻盈
48V电压体系的推行并不算迟,由于锂离子电池在上世纪90年代初才正式铺开,阅历了30年的制作、运用、迭代之后,才总算到达今日车规级48V电压体系的要求。不然,咱们得用4组12V铅酸电池进行串联,这就相当于一台手动变速箱的分量了。
3
此外,本钱上也很“轻盈”
48V需求履行的另一项重担是下降排放与下降油耗。依照现在动力电池技能的本钱和功用预算,内燃机会在接下来20年内持续成为乘用车动力的“大半壁河山 – 半壁河山 – 小半壁河山”,48V体系作为性价比最高的混动组织,必定是最得宠的。
4
节油作用看得见,不是形而上学
12V自启停体系也能节油,为何48V才是王道呢?
由于12V电压体系对应的自启停振荡太可怕了,我上车榜首件事必定是关掉自启停,不能为了省几滴油丢失整个旅程的平顺性。
咱们都会说一个网络词汇“力大砖飞”,实际上48V自启停确实能够用大力出奇观,48V能够搭载10-15kW大功率BSG/ISG电机,平顺性上去了,顾客才肯用自启停体系。
5
48V体系对平顺性确有奉献
48V自启停的速度更快,比方通用48V自启停的速度就比12V自启停快了0.2秒,动力联接更好,整车平顺性更高。
在滑行的时分,48V还能进行动能收回,并且发动机断油时刻大大添加了。
在起步的时分,由于ISG电机能够给到辅佐扭矩(奔驰、宝马、凯迪拉克、雪佛兰等),所以起步能够更轻盈更平顺。
在换挡的时分,有个我不愿意点名但确实卖得很好的国产品牌,用BSG电机避开了双聚散换挡时此前一向无法彻底治愈的抑扬。
在凡尔赛的时分,比方你的车子有48V电子涡轮,祝贺啊,涡轮迟滞没有啦。
最终回答一些常见疑问
1
12V电压体系要被筛选了吗?
答:暂未。12V工业链规范化之后,这项技能就一向用到现在,包含特斯拉Model S、保时捷Taycan、蔚来ES6在内的简直一切电动轿车都在运用它来供电。当然,并非驱动车轮。
不过,48V电压体系确实会逐步代替12V电压体系,这个进程是以十年计的。
2
48V电池会自燃吗?
那个……但凡电池都有自燃的危险,但凡汽油车都有自燃的危险,但凡炸鸡都有炸得不好吃的危险。
低压体系底子能够确保不自燃,究竟我也没怎样听说过有小朋友玩四驱车把屋子烧了的。高压体系的自燃危险高许多,究竟作业压力大一个量级,危险就几许倍数飙升了。
3
为何我的48V混动不省油?
由于BSG是调配主动启停运用的,若你一上车就把启停关了,天然就没有多少节能作用了。之前咱们关自启停是由于12V电压体系给到自启停体系的功率只要4kW左右,功率不行天然就抖啊。
现在BSG和ISG电机动辄10-15kW,力大砖飞,不抖了。
4
奥迪的12V轻混是什么鬼?
新款奥迪A4有12V轻混体系,12V铅酸电池+12V锂离子电池(0.12kWh),BSG电机的功率从48V体系的8kW缩水到12V体系的5kW,每100km理论节约0.3L汽油。
把它当成一个动能收回设备,省出来的能量给车载用电器用,差不多就这个意思。
(文:太平洋轿车网 黄恒乐)