这项技术一直被骂 为何大厂都抢着研发?

技术 发布于:2021-12-28 11:17:39

今年八月,全新换代奔驰C级正式上市,在一片锣鼓齐鸣的喧闹声中,另一种吐槽质疑声此起彼伏,都快卖到40万的车了,竟然全系都只配一个1.5T的发动机,额,不对,一套1.5T发动机+48V电动机的轻混动力系统。

不过这种质疑声,很快就被新C级的销量声浪给替代了,该卖还是卖,奔驰C级10月卖了接近1.3万辆……

然后,你以为,这篇文章,要开启吐槽模式,吐槽新C级?且慢,我们把目光转向上面提到的48V轻混系统,话说这个轻混系统好像从诞生之初一直被吐槽,但又一直被部分厂家偏爱,一项实锤综合矛盾体的汽车工业技术

关于48V轻混,推崇的人说这是降排神器,还能提升动力平顺性,何乐而不为;吐槽的人认为这技术根本没有多大实际作用,仅仅是厂家降低成本的偏方。

关于这项技术的争论不绝于耳,今天电哥试着来为大家详细聊聊这项颇有争议的技术。

轻混≠混动?

关于这个轻混的定义,从狭义上来说,我们日常提到的混动其实并没有将轻混这一种形式算在其中,混动我们更多时候指代的是像日系品牌主推的油电混动和各家都在做的插电混动技术。

但如果从电动机有否参与动力输出环节的这一个方向做定义的话,它又确实应该归入混合动力这一卦。在行业内,我们通常将混合动力汽车按照电动机的功率占比分为轻混和重混。轻混为电动机功率占比小于10%,简单来说就是电动机在动力输出这一块仅起到辅助作用,代表车型有奔驰C级、奥迪A8L、WEY摩卡,还有就是通用系的新车等等(这里需要划重点,轻混除了国产品牌以外,都是一些美系、欧系的品牌在用,原因后面再给大伙分析)。

重混则电动机功率占比大于25%,代表为混动鼻祖普锐斯等丰田双擎产品,本田锐混动产品,国产骄傲比亚迪超级混动dmi相关车型。

我们常说的混动,指的就是以两田为代表的混动技术,它们的优点大伙都清楚,能让发动机维持在较高效能的区间工作,目的为的就是降低油耗。具体的油电混动技术相关介绍就不细讲了,毕竟本文还是主要来关注48V轻混技术。

而48V轻混的作用更多用于驱动车上的非动力输出的大件电器部件,减少发动机负荷,让发动机能更专注于它的本职工作,理论上是能改善发动机的工作工况,但实际情况我们来举个不成熟的例子:

2018款奔驰C级C200L(2.0T) NEDC综合油耗6.3L/100km,0-100km/h加速时间7.9s

2022款奔驰C级(换代)(1.5T轻混)NEDC综合油耗6.35L/100km,0-100km/h加速时间7.7s

那有人会问了,那这个对消费者的意义也不算大,为何大家都要来推这项技术?

一是排放标准,二是无可奈何。

为何都来凑热闹

继续刚聊到的话题,实话实话,48V轻混就是一个权宜之计,不是他们必须这样做,而是不得已而为之。

何以见得?

众所周知,欧洲、北美部分地区排放标准严苛,每次排放标准更新除了带来更好的空气质量以外,还能让许多车企崩溃,而且进入21世纪后,排放标准的更新变得越来越频繁了,几年一更的标准,让许多车企无法及时研发生产符合新标准的产品。

那该咋办?

在原有产品上加点各式各样的设备让排放降低呀!颗粒捕捉器、三元催化器等等都安排上,但心急吃不了热豆腐,不匹配怎么办?不就造成此前的某知名品牌颗粒捕捉器堵塞,小问题频发的状况。

而除了这些办法以外,还有部分车企想到了加入电机组成轻混的方法来应对,轻混套装找供应商供货匹配一套最多不过几千块。常见的48V轻混解决方案,除了能更好地避免涡轮增压发动机可察觉的涡轮迟滞现象以外,可将变速箱和差速器等一系列传动装置与发动机相匹配,使发动机在既定的高速路工况下以每分钟较低的转速运转。例如:在汽车加速、爬坡时,使用了48V轻混系统之后,不需要降档,可直接在高挡位低转速时提供较大扭矩,从而实现了发动机的低转速化,以降低油耗和排放。(当然这只是理论)

看到这里,有部分小伙伴肯定会有疑问,既然轻混混只是个权宜之计,为何一众欧美厂商,不学日系车企那样去搞油电混动?

道理很简单,油电混动相关核心技术被掌握在了几个日系品牌手里,用不了啊!

油电混动按照能量连接方式,分为三种:串联式、并联式和混联式。并联比较少见,混联大部分核心技术专利被掌握在了丰田手里,也就是我们常说的双擎技术,本田就去捯饬串联式混动,就搞了个锐·混动。就说如果其他厂商想突破这层技术壁垒,要么就选择和两田合作(如广汽),要么就躲开部分核心技术找到解决方法(如长城),又或者再用其他技术替代(如日产的e-POWER技术,其实就是增程式技术),但无论那种方式,投入成本都不小,还不如找供应商要个不用怎么匹配就能使用的轻混套装,省事。

说了那么久,48V轻混是什么、为什么要使用轻混这些方面都基本说清楚了,接下来我们来聊聊这项技术的特点。

为什么一定得是48V?

在介绍48V轻混技术特点以前,首先要给大家科普一个知识点,那就是为什么不是12V,,不是220V,偏偏是48V,大家都这么遵守规矩么?

事情是这样的,既然电机要参与动力供给,输出功率等于电机两端电压乘以流过电机的电流(P=UI),电机要达到足够大的输出功率,如果单靠车上原有的12V电压,电流要达到48V时的同样水平,要4倍的电流大小,此时线材的损耗,发热也得考虑进去,线材损耗=线材电阻乘以电流。而为什么不一味采用更大电压就更简单了,如果电压足够大,那还不如做成插混是吧。另外48V也刚好低于安全电压所要求的50V,所以大伙都默认选择48V作为轻混的电压值。

再往深一些讲,48V轻混根据电机的不同可以分为BSG和ISG两种形式,相同点在于都是为车辆增配了一套48V电机系统,给车上其他电气系统供电,减少发动机负荷,同时在发动机启动时,通过功率更大的48V电机使发动机迅速达到怠速转速,缩短启动时间;在停车时可以使发动机提前熄火,利用电机拖动系统运转,从而改善油耗和形式平顺性。同时在减速和停车过程中可以通过车轮反拖电动机进行发电,并把电能储存在48V的锂电池中。

两者原理不同之处在于:

BSG电机

BSG电机全名叫Belt-Driven Starter Generator,即利用皮带传动兼顾启动和发电的一体机。即如其名电机主要负责启动,在车上的P0区域布局,采用这种形式的话,通常还会保留12V电源,并在48V蓄电池系统里加入DC/DC转换器,转换为12V,为12V蓄电池供电。

采用BSG电机的话,电机主要为了发动机启动作辅助,能让主要让车辆运行更平顺,降低排放,但由于皮带的传动效率偏低,实际对车辆动力输出帮助不大,胜在成本低,现阶段大部分在售轻混车型都使用这种形式。

ISG电机

ISG电机全名Integrated Starter and Generator,中文译作汽车起动发电一体机,电机布置在P1的位置,即发动机和变速器之间,具体集成在发动机曲轴上,直接以某种瞬态功率较大的电机替代传统的启动电机,在起步阶段短时替代发动机驱动汽车,并同时起到启动发动机的作用,减少发动机的怠速损耗和污染。

在行驶过程中,单靠发动机输出动力时,电机断开或者发电,当驾驶员需要车辆进行急加速时,电机可以作为协助动力输出源,增强车辆动力输出。同时ISG电机同样可以在车辆进行制动时起到能量回收的效果。

轻混的意义

轻混的意义在于“轻”,但这也注定了它并不能像油电混动或者插电混动那样,电机能起到单独驱动车辆的能力,无论是从实际效果,还是驾驶人体验上看,轻混带来的改变并不算太大,充其量仅能让你的车辆驾乘平顺性得到小幅提升。

对于任何一种混合动力技术来说,无论是弱混、强混,还是插混,终极目的都是为了减少碳排放。轻混在电能比例上过小,实际对碳排放的影响也不明显,如果你真的想拥有真正的电能体验,还是建议你去选择电能比例更大的动力系统。

总的来说,48V轻混算不上骗局,它还是有作用的,不过作用没宣传那么大罢了,许多厂家甚至不拿它来说事就是这个原因。

(图/文/摄:皆电 罗顺鹏)

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罗顺鹏

简介:今后的路, 要靠你自己走下去了, 而我坐宝马。

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