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干货:48V混合动力的技术难点

时间:2021-03-12 13:18
本文摘要:近几年,48V系统在欧洲火起来,奥迪量产了电动涡轮Q7。另外,48VBISG启停技术将在2020年前在欧洲普及。 目前,参与几个48V系统的供应商也在密切决定其他市场的既定和大规模生产工作。今天的答案是,48VMHEV能给OEM带来什么?以后不会发展了。里面有哪些细节?我们一个一个来问:(1)现状分析;(2)技术路线;(3) MHEV分类;(4)技术问题;(1)现状分析很弱,但从名称上可以看出是一条过分杂到强的技术路线。 不存在的意义就是很低的产交比。

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近几年,48V系统在欧洲火起来,奥迪量产了电动涡轮Q7。另外,48VBISG启停技术将在2020年前在欧洲普及。

目前,参与几个48V系统的供应商也在密切决定其他市场的既定和大规模生产工作。今天的答案是,48VMHEV能给OEM带来什么?以后不会发展了。里面有哪些细节?我们一个一个来问:(1)现状分析;(2)技术路线;(3) MHEV分类;(4)技术问题;(1)现状分析很弱,但从名称上可以看出是一条过分杂到强的技术路线。

不存在的意义就是很低的产交比。在原有车架的基础上,专门配备了48V电池(一般1千瓦时左右)和DCDC转换器。

因为电压不低,所涉及的安全级别不需要过多的维护和处理。当48V供应商过去宣传时,他们仍然宣传电动涡轮机和BISG有多便宜,但他们不依赖于电池成本。现在48V普及,一个电池系统供应多个电器,平均成本增加很多。我在欧洲的OEM中看到了一个MHEV的量产计划表,纷纷涌向未来几年达到2020排放标准。

目前,48VBISG的供应商包括法雷奥、博世、Mainland China、LG等。在混合动力电动汽车中,BISG启动和停止发动机。

由于电压升高,功率需要与发动机缓慢起动和停止相对。一般热机需要0.5秒以上,比我们平时跟绿灯的时候移动离合器踏板-挂一档-停车集合的速度慢。而且由于起步速度快,经常会出现之前几次突然起步后司机还能起步的情况,这对司机的舒适性和nvh有很大的帮助。

车辆在惯性或减速时,发动机过热的速度不会慢很多,超过0.4-0.5秒,可以比之前的自动熄火慢近一倍。同时,一部分电能可以重复利用。在冷启动时,BISG还可以用来降低发动机阻抗和提高排气温度,以降低预热速度。

当然,目前的BISG很少满足长期连续大扭矩输入的要求(无限扭矩往往在50Nm左右)。另一方面,热电动涡轮在行业内研究才多年。法雷奥在销售了CPT(受控动力技术)乘用车(3.5吨以下车型)的SwitchedReluctanceMotor技术后,成为了电动涡轮的先驱,奥迪也使用了这一系统。

以下厂商(博格华纳、霍尼韦尔、皮尔博格、三菱重工等。)也通过永磁同步电机进入市场。当然还有伊顿和IntegralPowertrain这两个被eCVT和类似系统反对的,以及其他更为罕见的电动涡轮概念。

编辑不会综合经验单来写文章,详细分析主机厂在什么时候,什么条件下应用于电动涡轮必须控制的技术,可能会有更大的优势。)从宏观角度解读电动涡轮,本质上是在消耗电能很少的前提下,利用高压系统(48V)为发动机获得更好的进气。

然而,发动机可以通过多次喷射产生总输出功率的比例。而电动涡轮消耗3-5千瓦的能量,发动机可以输入15千瓦甚至更多。只是发动机将多余的油气转化为能量的过程本身并没有太大的提高效率。

而且现在的电动涡轮基本都是瞬态工作(只有几秒钟,仅次于工作时间,取决于负载。请注意以下电动涡轮文章)。然而,释放额外能量的能力会立即给给定的车辆带来相当大的帮助。本质上,奥迪新柴油发动机搭载电动涡轮的短距离扭矩特性只需要瞬间(3-5秒内)超越,短距离扭矩不会像这次一样上升那么多。

但如果车辆在道路上加速,3-5秒后车辆已经转向高速,还必须降低。唯一的问题是,在短距离、低叉的情况下,爬坡时,几秒钟后扭矩不会经常下降。

此外,48V电池的功率和电池容量足以抵抗一分钟内的过度加速(5-10倍或更多)。总结一下电动涡轮需要带的辅助:(1)非常直观,大大提高了涡轮发动机的响应速度。

(2)虽然会对变速箱的稳态设定产生太大影响,但可以让车辆在加速时以较低档位使用,优化发动机工况,降低油耗和废气排放。(3)可以英勇牺牲废气涡轮本身的低扭矩和响应速度,从而更有针对性地提高发动机的二次元功率(往往可以提高发动机的二次元功率10-15 kW左右。同时,需要优化甚至选择进气/排气和燃油喷射系统。

之后降低功率可能会遇到其他硬件的瓶颈或者壮烈牺牲经济)。电动涡轮用于填充低扭矩和呼叫。

(4)对于汽油机来说,可以解决短距离扫气和高扭矩带来的废气和三元催化问题。一般来说,为了解决低叉爆轰问题,需要增加重合角和扫气来降低气缸内解体气体的比例。但这使得尾气LAMBDA偏离1,给尾气和三元催化带来问题。

有了电动涡轮,这个工作区的排气背压可以降低,所以需要增加市场对扫气的需求。(5)柴油发动机对电动涡轮的市场需求可能更大。随着废气标准的升级,多级涡轮系统的热惯性特性导致的冷启动废气问题很难满足欧洲RDE和美国SULEV的要求。

用电动涡轮代替二级涡轮中的高压级,或者用几个涡轮组成系统,可以大大减少柴油机冷启动时的废气问题。同时,可以获得加速瞬时EGR和降低氮氧化物的瞬时废气。这也是奥迪Q7柴油机配备电动涡轮的原因。


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