隨著國內(nèi)外油耗和排放法規(guī)日益嚴苛,各大主機廠開始著力研發(fā)具有超高燃油經(jīng)濟性的動力系統(tǒng),兼顧油耗排放法規(guī)與成本的48V弱混技術(shù)成為了“新寵”。據(jù)IHS《全球洞察》預測,截至到2025年,48V混動汽車的市場占有率將占全球輕度混動車市場的95%,幾乎將是全球混動汽車總量的一半。更重要的是,中國未來將成為48V技術(shù)的主要市場,到2025年大約會有接近800萬臺的48V車型在中國生產(chǎn)。
48V弱混面向未來蓄勢待發(fā)
原先汽車搭載的12V電源電壓,由于12V電源蓄電池的電量不足,無法長時間為全車用電器提供電源,因此在使用自動啟停功能時,發(fā)動機經(jīng)常會重新點火,并且能量回收不充分,節(jié)油不徹底。然而搭載48V電源系統(tǒng)將擁有更高的蓄電池容量和更高的電壓,可以更加游刃有余地為全車用電器提供能源。同時高電壓設(shè)計能夠支持功率更大的起動機,自動啟停功能的反應速度將進一步得到提升。起步時用電機起步、滑行時用電機回收能量、全油門時電機還能協(xié)助輸出動力。而且空調(diào)也能使用電機,熄火后不會停止工作。此外,48V 弱混系統(tǒng)除了優(yōu)化當前的自動啟停功能,還具有發(fā)動機停機滑行、航行與制動能量回收、加速助力和電巡航功能。
48V與eBooster?:強強聯(lián)合締造強勁動力
48V的eBooster?的功率是5kW,最大轉(zhuǎn)速在72,000轉(zhuǎn),達到90%的最大轉(zhuǎn)速需230毫秒。瞬時可以達到6.2kW,在持續(xù)工作中,可以達到2-3kW。博格華納沒有把eBooster的功率做得更高是因為需要考慮系統(tǒng)整級效率問題。提高壓比并不是等比例提高電量就可以的,如果提高壓比導致整級系統(tǒng)使用在低效率范圍內(nèi),那么意味著要消耗更多的電量為代價。因此博格華納是綜合考慮了功率范圍和電子增壓器壓比的。同時,應用eBooster的48V系統(tǒng)可使燃油效率提升多達35%,能顯著降低排放。
eBooster?與渦輪增壓器:天作之合提高駕乘體驗
驅(qū)動技術(shù)與渦輪增壓器協(xié)同工作,可根據(jù)需求提供增壓的同時也能有效避免可察覺的渦輪遲滯現(xiàn)象。傳統(tǒng)的渦輪增壓動力系統(tǒng)帶給駕駛者最大的困擾是渦輪遲滯。eBooster?技術(shù)可在不損耗發(fā)動機能耗的前提下,很好地解決了渦輪遲滯現(xiàn)象:發(fā)動機低速運轉(zhuǎn)時,排氣流量還帶不動渦輪增壓器的葉輪時,由電機先驅(qū)動eBooster?介入工作,提供增壓。等到排氣流量變大后,通過廢氣帶動另一個渦輪增壓器介入工作。渦輪遲滯現(xiàn)象的消除給駕駛者帶來了更強勁的動力體驗,可以在更短的時間內(nèi),扭矩達到最大值。因eBooster?由電機驅(qū)動,230毫秒就可以達到電子增壓器的最大轉(zhuǎn)速。車輛的加速性能和操控感得到顯著提升。此外,eBooster?本身體積小且非常輕便,并有良好的NVH效果。
eBooster?和渦輪增壓器的配合相當于兩級渦輪增壓器。在這個過程中,eBooster?在發(fā)動機高轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)時保持2-3kW持續(xù)增壓,以輔助渦輪增壓器。這不僅可以大大提升發(fā)動機在各個轉(zhuǎn)速時的扭矩, 還為發(fā)動機小型化提供更多的可能性,從而降低燃油的消耗量。在與發(fā)動機匹配的過程中,eBooster?在發(fā)動機低轉(zhuǎn)速時具有很好的效果,渦輪增壓器從而可以在和發(fā)動機匹配時更專注于發(fā)動機中高轉(zhuǎn)速,在提升駕駛樂趣的同時節(jié)省燃油消耗量并且降低排放。
應對日益嚴苛的排放標準 助力發(fā)動機小型化和低速化
隨著國內(nèi)CAFC法規(guī)逐年收緊,2020 年將要求所有車企達到 5.0L/100 公里以內(nèi)的目標限值。而小型化和低速化是汽車提升燃油經(jīng)濟性、降低排放的重要技術(shù)依靠。配備了eBooster?之后,可將變速箱和差速器等一系列傳動裝置與發(fā)動機相匹配,使發(fā)動機在既定的高速路工況下以每分鐘較低的轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)。例如:在汽車加速、爬坡時,使用了eBooster?之后,不需要降檔,可直接在高擋位低轉(zhuǎn)速時提供較大扭矩,從而實現(xiàn)了發(fā)動機的低轉(zhuǎn)速化,以降低油耗和排放。此外,eBooster?也可助力發(fā)動機縮小尺寸,使小型發(fā)動機的扭矩和功率與大型發(fā)動機相媲美。以eBooster?量產(chǎn)的第一個項目戴姆勒的S Class舉例來說:它原本采用4.8L的V8發(fā)動機,最大功率為320kW。然而加了eBooster?之后,在功率不變的情況下,發(fā)動機變?yōu)?.0L,I6發(fā)動機。
渦輪增壓的未來暢想
渦輪增壓器的未來之路將會實現(xiàn)從eBooster?到eTurbo?的進化。秉承相同的理念,eTurbo?是博格華納正在研發(fā)的一款由電能輔助的集成電機式渦輪增壓器。這一產(chǎn)品所面臨的最大挑戰(zhàn)是實現(xiàn)軸承概念和集成電機,并將很重的集成電機在渦輪增壓器高轉(zhuǎn)速下同時實現(xiàn)高速運轉(zhuǎn)。目前博格華納已經(jīng)生產(chǎn)了一個實驗樣機,并且很多歐美OEM都已經(jīng)拿到了樣機開展實驗。相信這將是一種面向未來的解決方案,在較短的時間內(nèi)獲得最大扭矩,為駕駛者帶來更有樂趣的駕駛體驗。
迫于越來越重的環(huán)境壓力和油耗限制,中國汽車的未來之路必定邁向更加清潔、高效轉(zhuǎn)型升級之路。面對12V系統(tǒng)節(jié)油效果不佳、電機與電池的性能受限等種種問題,全新48V系統(tǒng)應運而生。它在提供持久的強勁動力的同時可有效提高燃油經(jīng)濟性、降低排放,這是目前市場上公認的最有效應對即將全面實行的國六排放標準的解決方案。博格華納研發(fā)的高效的增壓解決方案48VeBooster?,具有超高燃油經(jīng)濟性,能夠切實助力發(fā)動機小型化和低速化。目前,許多國內(nèi)車廠與博格華納eBooster?電子增壓器技術(shù)的合作洽談?wù)诰o鑼密鼓開展中。