百车全说论坛

百车全说论坛 > 时机未到,BMW 首席技术官浅谈48V轻混合系统

时机未到,BMW 首席技术官浅谈48V轻混合系统

作者:只懂车

汽车科技方面,《BMW》经常担任着领头羊的角色,无论是底盘科技、影音娱乐系统、照明技术、引擎科技等等,这家德国豪华品牌都有所成就。在大环境朝向电动化发展的此时,BMW在电动车、Hybrid混合动力、增程电动车也都有产品规划和技术研发的计划,唯独「48V轻混合系统」似乎一直以来都没有被BMW提起过。针对这个议题,在近日的访谈当中BMW首席技术长Klaus Fr?hlich表达了自身对48V轻混合动力系统的看法以及未来发展的方向。

▲BMW首席技术官Klaus Fr?hlich谈48V轻混合动力系统。

▲BMW目前主力为Plug-in Hybrid,但是并未捨弃48V轻混合动力系统。

Klaus Fr?hlich说明,目前市面上已经搭载的48V车电系统多为第一代的系统。第一代的48V车电系统成本大约2,000欧元(约合人民币1.5万元),功率大约8-10kW。基本上,第一代的系统比较像是一个效能更好的发电机,能够改善空调冷却效率、让Start/Stop启停系统做动更细腻平顺,但是却不足以提供有意义的输出来强化引擎效率,因此对于提高车辆整体效率相当有限。

事实上,BMW早就在自家实验室打造了一套48V轻混合动力系统来进行测试,但是在明白第一代系统的极限之下,他们决定把研发资源投注在第二代的48V轻混合动力系统。这位BMW技术官解释,他们能够把第二代48V轻混合动力系统的功率提高两倍,而且相比目前大多数以皮带驱动发电马达的第一代系统,第二代48V车电系统的发电马达、启动马达会整合进变速箱当中。

▲BMW和ZF合作,未来把第二代48V车电系统和变速箱整合。

除了扮演发电机的角色来供应车上电子系统充沛的电力之外,第二代48V车电系统因为功率较大,因此能够实质的提供内燃机额外辅助动力,让车辆在蠕行或者低速行驶的环境下完全仰赖整合式马达来提供动力,进而减少引擎运作的负担,达到更显着的节能效果。BMW预估,他们的第二代48V车电系统将能够让引擎增加额外数百牛顿米的扭力,因此也能够做为提升引擎性能的工具。

所以,虽然BMW目前并没有量产化的48V轻混合动力系统,但是并不会在这个领域当中缺席。Klaus Fr?hlich更表示,当他们完成第二代48V车电系统的量产版本之时,预计在2025年以前就会全面应用在旗下内燃机动力之上,而最快或许在2020、2021年就能够看到部分搭载第二代48V车电系统的BMW车型问世。

大势所趋,

什么是48V轻度混合动力系统?

为了响应环保,不少车厂都宣布减少内燃引擎的车型,并以混合动力及纯电汽车作为未来发展目标。而根据各大车厂的时间表可见,大多选择以混合动力车型作为过渡,然后正式踏入电动车的时代。而 Mild Hybrid System 轻度混合动力系统,则成为车厂们的新宠。

轻度混合动力系统 Mild Hybrid System在今时今日受到重视,与世界环境趋势有关。多国开始宣布取缔传统内燃引擎汽车,迫使汽车制造商研发电动车。而在纯电汽车技术还未成熟之际,混合动力成为内燃引擎汽车与纯电汽车的过渡产品。丰田在完整混合动力上相当熟悉,然而完整混合动力的高制造成本问题仍然存在,而且车架需要作设计上的配合,但是这一点就让其它车厂却步。而轻度混合动力系统的出现,则为混合动力车型提供新的发展方向。

电力系统的发展

现时汽车搭载的电池都是以12V为主,这个决定是在1970年订立,一直沿用至今。而这个12V的电力系统用作汽车音响、车用控制电脑、定速装置、ABS、车灯等现时常见的基本电子设备。后来电子设备增多,12V的电力系统开始力不从心,1990年时期,美国汽车工程学会曾讨论提升至42V电力系统,但这意味着汽车的所有电子零件都要全面更改,而情况又未至于十分迫切,结果42V电力系统未有普及,只用在部分牌子及车型上,而且只驱动部分部件,其余依旧由12V电力系统提供电力。而需要两个系统同时装载于汽车上,也造成成本增加,同样不利发展的原因。

48V的出现

近年全球环保意识提高,Tesla电动车的出现让人们相信距离纯电动车的时代不远,各国开始订立电动车发展时间表及减排时间表。再加上汽车科技的迅速发展,电子安全系统、电子辅助驾驶系统等的出现,对12V的电力系统来说负担很重。因此,德国五大车厂(奥迪宝马、戴姆勒、保时捷大众)在2011年共同决定以LV148作为48V电力系统的标准。由于这套48V足以满足现今汽车在舒适度及安全性相关电子设备的需求,因此也获得电子设备供应商的支持。至于为何订立在48V,而不是更高,就与安全性及成本有关。由于60V以下为低压电力,若改用60V或以上的电压系统,汽车制造商必须在其产品设计上设计更多绝缘的部件,这也会使汽车的制造成本上升。

轻度混合动力系统的好处

Mild Hybrid System系统的最大优点,在于无需大量改变现有汽车的结构。由于整个系统的部件都比较小,因此可以直接装载上现有的车型,无需大幅度改变原有车型的车架及底盘,从而降低制造成本。这套系统以48V电力系统连接发电机,而发电机则分为BSG (Belt-driven Starter Generator) 及 ISG (Integrated Starter Generator)。两者均可在汽车刹车时回收动能作为电池储电,并负责自动停车熄灭引擎的功能,从而减少油耗。BSG胜在安装成本低,所占的空间也不大。而ISG比BSG更好的地方,在于ISG直接连接引擎曲轴,可以为引擎提供动力辅助,可在起步时提供额外的动力及在高速巡航时减低引擎负荷及油耗。

实际的应用

其实早在2001年的沃尔沃已经配上ISG的42V电力系统辅助减低油耗及提供额外动力,只是时势不同未有普及。而现时市面上都有不少应用48V轻度混合动力系统的车型,而它们使用的方式都有所不同。奥迪A8L采用的是BSG发电机,安置在引擎的前方,如在高速巡航时松开油门,可以让A8L以55km/h至160km/h间滑行时做到零排放;而奔驰的S500所采用的直列6缸引擎相信使用了ISG发电机,利用电子增压系统消除涡轮迟滞的问题从而获得更直接的动力。当然48V轻度混合动力系统的潜能还有很多,相信在日后新车上会逐渐展现。

由奥迪A6的透视图可见,48V轻度混合动力系统实体所占空间不大。图中所用的则是BSG发电机

【维基观察】汽车智能化升级时代到来,车企应避开这三大“
买仓栅车要求配盘刹,空气悬架,还只能13米,侧帘挂车机会来了?
百车全说首页

推荐板块