聚焦新能源汽車，關(guān)注全行業(yè)動(dòng)態(tài)
曾經(jīng)一度被“黑科技”環(huán)繞的48V電氣系統(tǒng)，如今再次被眾多汽車企業(yè)所熱崇，量產(chǎn)化的趨勢(shì)也愈加明顯。
近日，奔馳對(duì)外界透露，希望在新款C級(jí)車型上搭載48V混動(dòng)系統(tǒng)，預(yù)計(jì)將在今年下半年與大家見(jiàn)面；而大眾則是選擇第八代高爾夫作為旗下首款采用48V輕（微）混系統(tǒng)的乘用車，將于2019年上市；菲亞特也準(zhǔn)備在2019年對(duì)旗下經(jīng)典車型菲亞特500進(jìn)行換代，并搭載48V輕混系統(tǒng)……
為了應(yīng)對(duì)逐年嚴(yán)苛的油耗限值的要求，以及即將到來(lái)的積分制度，各大車企均在為達(dá)標(biāo)尋找著妙藥良方。一方面，新能源車型對(duì)于拉低企業(yè)平均油耗有著明顯的作用，但與此同時(shí)，在油耗方面占據(jù)直接“貢獻(xiàn)”的燃油車型，也同樣需要降低排放，以保持在油耗限值的紅線之內(nèi)。
因此，將傳統(tǒng)的車載12V電氣系統(tǒng)的電壓進(jìn)一步提升，效仿高壓輸電原理的48系統(tǒng)，并以此來(lái)優(yōu)化基于車輛啟停功能的微混合動(dòng)力技術(shù)，成為了眾多車企眼中的一個(gè)不錯(cuò)且行之有效的辦法。
緣何推廣48V系統(tǒng)？
2013年，歐盟批準(zhǔn)了2020年二氧化碳排放標(biāo)準(zhǔn)，要求到2020年新車平均二氧化碳排放水平控制在95克/公里，否則就要接受高額的罰款。在這之后，這項(xiàng)政策與中國(guó)當(dāng)下實(shí)施的第四階段燃油限值標(biāo)準(zhǔn)、美國(guó)限制車型油耗的CAFE標(biāo)準(zhǔn)等，一同成為促使整車廠以及零部件供應(yīng)商探討節(jié)能減排技術(shù)的加速劑。因此，以啟停功能以及BSG（Belt-driven Starter/Generator 皮帶傳動(dòng)啟動(dòng)/發(fā)電一體化電機(jī)）技術(shù)為核心的微混合動(dòng)力系統(tǒng)，成為業(yè)內(nèi)眾多企業(yè)降低產(chǎn)品油耗的關(guān)鍵技術(shù)。
一般來(lái)說(shuō)，啟停功能是通過(guò)在傳統(tǒng)的啟動(dòng)電機(jī)上加裝用以驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的皮帶，實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)及停止的控制，以此取代怠速，從而降低油耗。從市場(chǎng)的反饋來(lái)看，這一功能給搭載12V系統(tǒng)的車型帶來(lái)了不錯(cuò)的節(jié)油表現(xiàn)。
不過(guò)，面對(duì)逐年嚴(yán)的油耗限定標(biāo)準(zhǔn)，不少車企發(fā)現(xiàn)啟停功能的節(jié)能減排能力幾乎達(dá)到瓶頸，尤其是到了2020年，所能帶來(lái)油耗降低的效果仍難以滿足要求。因此，企業(yè)不得不在制動(dòng)能量回收、發(fā)動(dòng)機(jī)熄火滑行等更豐富的節(jié)油手段上下功夫。
然而，要想同時(shí)應(yīng)用多種節(jié)油功能，就需要更大功率的電機(jī)，但在12V系統(tǒng)中，由于電壓較低，這些技術(shù)并不能得到很好的發(fā)揮。正如高壓輸電的原理一樣，在輸出同等電功率的情況下，電壓越高，電流就越小，線路中所產(chǎn)生的功率損耗就越小。反之，不僅損耗較大，且負(fù)載端得到的功率也難以維持其正常運(yùn)轉(zhuǎn)。因此，將電壓等級(jí)提升至48V的技術(shù)路線便受到了眾多汽車廠商的關(guān)注。
實(shí)際上，相比12V系統(tǒng)，48V系統(tǒng)所能帶來(lái)的是對(duì)啟停功能以及微混技術(shù)的改進(jìn)。在該電壓等級(jí)下，車內(nèi)傳統(tǒng)的鉛酸蓄電池將會(huì)由容量較小的功率型鋰電池來(lái)替代，同時(shí)用啟動(dòng)、發(fā)電一體化的BSG電機(jī)來(lái)取代傳統(tǒng)的啟動(dòng)電機(jī)和發(fā)電機(jī)。據(jù)了解，該系統(tǒng)不僅能夠支持啟停系統(tǒng)，還能夠在車輛高速航行時(shí)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行熄火，依靠電池組來(lái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)以維持巡航狀態(tài)。此外，大功率的BSG電機(jī)還能實(shí)現(xiàn)高效率的制動(dòng)能量回收，與此同時(shí)，在特定的工況下，電機(jī)還能為發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力輔助，以使得發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行在更高效率的工作區(qū)間內(nèi)。
號(hào)稱節(jié)油25% 是噱頭還是機(jī)遇？
可以看出，48V系統(tǒng)下的微混功能與那些已經(jīng)深入市場(chǎng)的高壓強(qiáng)混系統(tǒng)頗有相似之處。因此，前者能夠達(dá)到的節(jié)油水平也飽受業(yè)內(nèi)的關(guān)注，從各企業(yè)公布的消息來(lái)看，該技術(shù)似乎有著不俗的表現(xiàn)。
例如，大眾此前對(duì)外表示，即將推出的48V輕混技術(shù)，會(huì)降低油耗高達(dá)20%左右；而計(jì)劃在今年量產(chǎn)48V輕型混合動(dòng)力車型的奧迪也是表示，應(yīng)用新的電氣系統(tǒng)可以節(jié)省最高0.7L/100km的油耗；此外，作為零部件供應(yīng)商的大陸，也是在兩年前推出了一套48V輕混系統(tǒng)，對(duì)外宣稱可以最高實(shí)現(xiàn)能效優(yōu)化13%，并在推出第二代產(chǎn)品之后，將NDEC循環(huán)下的節(jié)油效果提升至25%。
暫且不談企業(yè)的宣傳是否存在夸大其詞的成分，但可觀的節(jié)油效果實(shí)在是令其頗具“黑科技”的韻味。不過(guò)，上海交通大學(xué)教授、汽車節(jié)能研究所所長(zhǎng)殷承良卻認(rèn)為，這只是汽車廠商推廣技術(shù)的一種噱頭。
殷承良告訴《新能源汽車新聞》：“汽車要想實(shí)現(xiàn)節(jié)油，是要從多方面綜合考慮的，例如，發(fā)動(dòng)機(jī)及變速箱的技術(shù)要改進(jìn)、降低整車的風(fēng)阻系數(shù)、使用低滾動(dòng)阻力輪胎等。”在他看來(lái)，僅靠48V系統(tǒng)本身，幾乎是不可能達(dá)到15%，乃至20%、25%的節(jié)油效果。而相比豐田、本田等高壓系統(tǒng)下的混合動(dòng)力，他也更加青睞后者。
“但也不得不承認(rèn)，48V系統(tǒng)對(duì)于車輛節(jié)能環(huán)保，還是具有一定的意義?！比欢?，殷承良也認(rèn)為，這并不足以成為車企實(shí)現(xiàn)平均燃耗降低的救命稻草。首先，高壓系統(tǒng)下的混動(dòng)技術(shù)，其節(jié)油效果要遠(yuǎn)比48V系統(tǒng)出色?！捌浯危@項(xiàng)技術(shù)被人宣稱推廣應(yīng)用的成本較低，但真的如此嗎？”從電池的成本上看，殷承良說(shuō)道，“雖然高壓混動(dòng)所需要的電池電壓等級(jí)較高，但將小容量的電池串聯(lián)在一起，同樣可以得到較大的電壓值，并不一定需要容量更大、成本更高的電池?！倍鴮?duì)于電機(jī)，他同樣認(rèn)為，由于高功率電機(jī)已經(jīng)在國(guó)內(nèi)具有較長(zhǎng)時(shí)間的技術(shù)積累，兩種體系下的電機(jī)成本也不會(huì)相差太多。
此外，殷承良還指出，傳統(tǒng)12V系統(tǒng)的供應(yīng)鏈早已完善了許多年，新系統(tǒng)的推出無(wú)疑要面對(duì)零部件供應(yīng)商體系的重新布局，在產(chǎn)品的數(shù)量還沒(méi)達(dá)到一定規(guī)模時(shí)，其綜合成本并不一定如大家預(yù)想中的那樣。反而在新能源汽車的多年推廣經(jīng)驗(yàn)下，那些基于純電動(dòng)車型、插電式混合動(dòng)力車型、強(qiáng)混車型的高壓系統(tǒng)已經(jīng)形成了基本的工業(yè)體系。因此，48V系統(tǒng)要想實(shí)現(xiàn)大范圍普及性的推廣，仍然存在顛覆傳統(tǒng)的挑戰(zhàn)。
新技術(shù)或?qū)⒚橄蛉加蛙嚇?biāo)配
實(shí)際上，考慮到車內(nèi)電氣設(shè)備難以在短時(shí)間內(nèi)完成對(duì)較高電壓環(huán)境下的兼容性調(diào)整，為了留給48V系統(tǒng)一定的過(guò)渡時(shí)間、降低推廣難度，業(yè)內(nèi)普遍的做法并非一步到位令其完全代替12V系統(tǒng)的功能，而是讓二者共存，即在現(xiàn)有12V系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增添一個(gè)48V的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
“然而在未來(lái)，48V系統(tǒng)很有可能會(huì)衍變成車內(nèi)低壓用電系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)，從而替代12V系統(tǒng)的功能，這是一個(gè)趨勢(shì)?！北本├砉ご髮W(xué)電動(dòng)車輛國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室副主任林程向《新能源汽車新聞》表示。
對(duì)此，上海電驅(qū)動(dòng)股份有限公司總經(jīng)理貢俊表示認(rèn)同，為了應(yīng)對(duì)燃油消耗量的限值，48V系統(tǒng)將會(huì)成為傳統(tǒng)燃油車的標(biāo)配。他也談道，這一變化并不會(huì)給之前電氣系統(tǒng)的改造帶來(lái)太多的麻煩。
“除了增加一個(gè)48V的BSG裝置，像燈光、音響等電子系統(tǒng)還是會(huì)通過(guò)DC/DC的轉(zhuǎn)換而繼續(xù)使用12V的系統(tǒng)，且供應(yīng)鏈基本不會(huì)受到什么影響?！必暱∵M(jìn)一步透露說(shuō)，和之前的燃油車相比，每套系統(tǒng)的改造成本大約在4000元左右，而高壓強(qiáng)混的話，則需要大約兩萬(wàn)到三萬(wàn)元的成本。
林程也補(bǔ)充道，“12V調(diào)整到48V的變化不是很大，且同屬于安全電壓的等級(jí)，產(chǎn)品的原理也大同小異，這使得零部件供應(yīng)商在進(jìn)行產(chǎn)品升級(jí)時(shí)較為容易。雖然供應(yīng)鏈的體系需要改變，但整體的難度不大?！?/p>
如此來(lái)看，48V系統(tǒng)的推出雖有不小的挑戰(zhàn)，但也同樣被許多人所看好。實(shí)際上，筆者從幾位專家的口中了解到，這種以啟停系統(tǒng)為核心的微混技術(shù)只是針對(duì)傳統(tǒng)燃油車降低油耗的一種手段，而48V系統(tǒng)的升級(jí)迭代同樣如此，若將其對(duì)標(biāo)基于高壓系統(tǒng)的純電動(dòng)、插電式混合動(dòng)力、強(qiáng)混等技術(shù)，似乎有些不恰當(dāng)。
就如林程所言，即便是純電動(dòng)車型，也有低壓用電的時(shí)候。而48V系統(tǒng)則是針對(duì)這種低壓用電的需求，以降低低壓用電時(shí)的能量損耗，只不過(guò)，在純電動(dòng)汽車內(nèi)，低壓系統(tǒng)不會(huì)參與動(dòng)力輸出。然而在燃油車型中，48V系統(tǒng)的作用就十分明顯了。
實(shí)際上，節(jié)能、減排的技術(shù)路線遠(yuǎn)不只有一條，至于車企該如何評(píng)估決策，是選擇大力發(fā)展新能源，還是以這種所謂的微混合動(dòng)力來(lái)逐漸降低油耗，還是要取決于自身當(dāng)下的發(fā)展，零部件供應(yīng)鏈的完善程度、產(chǎn)品的布局，乃至自身的財(cái)力都將成為決策中的關(guān)鍵砝碼。
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