坚守油电混合的丰田终于开始转向48V轻混动系统

文章来源:车网中国 发布时间:2018-01-24
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来了来了!丰田系的48V轻混动系统终于来了。丰田向来都是油电混合系统的先锋,早在其他车厂还没有关注混动的时候就已经推出了第一代的普锐斯混合动力车型。对于那个时代的环保节能先锋人士来说,丰田建立了很优秀环保大使的高大形象。当然这只是丰田车系里面的很小一个部分,整个产业重心还是在传统能源车型上面。

来了来了!丰田系的48V轻混动系统终于来了。丰田向来都是油电混合系统的先锋,早在其他车厂还没有关注混动的时候就已经推出了第一代的普锐斯混合动力车型。对于那个时代的环保节能先锋人士来说,丰田建立了很优秀环保大使的高大形象。当然这只是丰田车系里面的很小一个部分,整个产业重心还是在传统能源车型上面。 

哪怕到现在,在车型迭代中,丰田的混动车型也占不到整体车型的1/3。对于环保法规越来越严格,在中国,到2020年,车企的车型平均油耗规定不能高于5升的法规控制下,虽然丰田有着众多的混合动力车型,因为燃油车型的存在,但不足以拉低整个车企的平均油耗,丰田必须采取针对现有的常规能源车型进行节能上面的改进,那就是丰田转向48V轻混动供电系统的理由了。 

不过这次48V技术并不是由丰田发布,而是由爱信发布,众所周知爱信是丰田的好基友,所以可以约等于丰田的48V。展示的是一个电机,目前量产的48V电机大都由三菱电机和博世,日立,大陆,万向的A123,均胜,德尔福,法雷奥等提供,现在爱信也来插一脚。

爱信的48V电机具体属于“在曲轴旁边装上电动机”那种,简称P1,目前有传言称可以放在8AT上,但8AT一般在中型车以上才有。所以以后应该还会有不与曲轴直连的P0形式48V,可以与CVT搭配并搭载紧凑车啊小型车啊之类的。爱信副社长承认在发布时间上稍微有点落后,但表示“今后会加快开发速度”。 

现在正式说一下这个轻混动系统什么鬼,轻混动汽车英文为“Mild Hybrid Electric Vehicle”,简称为“MHEV”。相比12V电压,48V之所以能够称之为轻混动系统是因为: 

最初的微混系统是在传统内燃机上的启动电机(一般为12V)上加装了皮带驱动启动电机(BSG),该电机为发电启动(Stop-Start)一体式电动机,用来控制发动机的启动和停止,从而取消了发动机的怠速,降低了油耗和排放,也就是说带启停的车型都可以称为12V微混系统。 

48V系统是对12V微混自动启停系统的改进,该系统电压为48V,用皮带驱动启动电机BSG代替传统的启动电机和发电机,相当于一个增强版的自动启停系统,除了自动启停的功能之外,还能够在汽车需要起步和加速的时候,提供辅助动力。

简单点说就是让发动机只是负责动力输出和在电池电量不足的情况下给电池充电,以外的几乎所有功能,都有这个BSG电机运转带动。也就是说,包括能耗比较大的空调,冷却液的水泵,机油泵,甚至提供刹车力度的真空助力泵都可以由BSG电机带动,这些功能将不会对发动机增加任何负担,让发动机只做它最重要的事情,输出动力。既然减轻了发动机的负担,带来的好处自然就是性能上面得到提高,而且能耗也下降。

48V系统实际上没有什么高深的原理,这套系统说白了就是针对传统内燃机进气彻底的电气化改造,动力系统的配电全部采用48V高电压,并大量使用高功率电机驱动水泵、油泵、增压器以及空调压缩机等外围组件,这些附件不再需要内燃机通过皮带直接驱动,也就不用吸收内燃机的输出功率,从而降低整机的机械损耗,同时提高性能极限。 

48V轻混动供电系统可以说是填补了常规燃油车和混合动力(油电和插电混合)中间的空白,是一种介乎于两者之间的过渡期。我再说一下为什么会出现48V轻混动吧。 

第一,随着汽车上用电器的不断增加,其能耗越来越大,目前的12V系统的输出功率在该现状面前已显得“力不从心”。比如说空调,传统汽车在等红灯的时候,发动机处于怠速,皮带驱动的空调压缩机可以继续工作,空调照样制冷。但是对于有启停功能的车来说,等红灯时需要转换到电动空调,不然乘客就要忍受等红灯或堵车的时候没有空调的环境。一个电动空调压缩机的功率最低要2.5kw,如果用12V供电,此时电网就变得难以承受。 

第二,比常规燃油车节能,从效果上面看,搭载自动启停的燃油车车型节油率是5%-7%,搭载48V轻混系统的车型节油率是14%-17%,目前混合动力车型的节油率是17%-21%,48V轻混动系统可以达到混动车型70%的节油效果。

第三,成本上的优势。根据IHS的行业报告及英飞凌半导体2017年Q1财报相关资料,在传统发动机对应的每车平均339美元功率电子的基础上,48V弱混系统的DCDC转换器和电机加附件模块会使总成本小幅提升至415美元。假如随着插电式混动的应用,则会将成本翻倍至712美元。其中DCDC转换器,高压逆变器,车载充电器将成为成本增加主力。对应的纯电动车型减去了发动机和对应的功率电子,但高压功率电子部分也随之上涨。总成本和插电式混动相当,达到705美元。  

因此48V轻混动系统将在有限的成本增加(从339美元到415美元)的情况下,提供不错的节油效果。具体回到丰田来说,因为还有很大部分车型属于常规的燃油车型,不可能放弃以及迭代多年的车型,但重新适配混动系统则需要投入十分巨大的研发成本,此时,48V就成为针对常规燃油车型的升级节油效果最好选择。 

有关机构预测,48V在2025年将会达到全球1000万辆的规模,到2035年会达到3000万辆。总的来讲,是21世纪上半叶汽车界最伟大的技术。

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