48V轻度混合动力系统相比传统12V及24V系统,能更有效提升燃油经济性。其优势在于支持制动能量回收、加速辅助及启停滑行时停机,这些功能在更高电压下能更有效实现。此外,48V系统兼容性强,可搭配12V系统使用,降低推广难度。虽然初期成本高,但节油效果显著,能满足更严格的油耗标准。随着技术进步,48V系统有望在汽车市场占据一席之地。
时间过去三年了,48V已经是几乎所有厂商都要推广的产品了,国家也在2016年修订了GB/T18384.3-2015,对48V进行了豁免,所以原答案中48V属于高压电一说已经发生了改变。
GB_T18384.3-2015电动汽车安全要求第3部分:人员触电防护第1号修改单编制说明.3-2015电动汽车安全要求第3部分:人员触电防护第1号修改单编制说明.pdf
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不了解24V系统,就与传统的12V启停系统做个比较。
结论放前面:48V系统有很多好处,其中对节油最主要的贡献是能够支持制动能量回收,加速辅助以及启停和滑行时停机。
48V系统是现在非常非常非常热门的方向,都快到了不提48V都不好意思和别的主机厂打招呼的程度。关于这个问题展开了可以写很多,中汽研有一份《48V怠速启停技术调查分析》,基于这个报告再结合其他的一些供应商,我摘抄了下面这几项内容:
启停系统的推广与普及主要是源于能源压力、法规要求和政策鼓励。通过怠速启停技术,可以节约发动机空转时的燃油消耗,降低排放。
12V怠速启停系统现状及潜力:
目前12V怠速启停系统主要有三个解决方案:博世(博世大法好啊)、法雷奥和马自达,他们的特点如下表
其中,博世的SMG系统包括可控发电机、AGM电池、增强型启动机及传感器和控制系统。将启动机和发电机分离,并对启动机进行加强,热启动时间大概0.7s。这套系统零部件少并且与传统的零部件尺寸一致,可以直接配套。目前宝马1、3、5系和X1,奔驰ABCE系列,奥迪A6、A8,大众的帕萨特高尔夫等都是采用博世的这套系统
法雷奥的IMG系统包括了集成的启动机/发电机、AGM电池、交流发动机启动器以及传感器,控制器集成在发电机内。集成的启动机/发电机是一个通过永磁体内转子和单齿定子来激励的同步电机,同时具备启动、发电和制动能量回收等功能。PSA、奔驰和Smart的部分车型采用了这套系统。
马自达的SISS启停系统的实现思路就完全不一样了,这套系统通过直喷发动机燃油燃烧的膨胀力带动曲轴反转,再向新进入压缩行程的气缸喷油点火,使发动机进入正常工作状态。不需要启动机带动,发动机自身就能完成重启过程,启动机仅仅起到辅助的作用,启动时间更短,比博世的SMG要快一倍,仅0.35秒。现在在马2、马3和马6系列的车型上有所应用。
目前国内主要是采用博世的SMG技术
随着CAFE的压力,目前估计在剔除新能源车辆对CAFE影响的前提下,2019年和2020年传统能源车辆的平均油耗要从6.2L/100km和5.5L/100km。众多车企表示,现有技术做不到啊啊啊啊。
以大众朗逸为例,预计在应用各项节能技术后,理论上的油耗可以从6.9降到5.24,但还是高出2020年目标值0.34L。而这些技术的成本加起来要一万多啊。
因此,12V怠速启停等技术的节油潜力已经达到瓶颈了,在2019年之后不能满足企业达到CAFE标准的需求,电气化会成为未来的主要方向。怠速启停和制动回收都是有效的节能技术手段,但是在12V系统中,由于电压较低,得不到很好的发挥,增加技术成本的同时节能效果有限。在未来,12V的电气系统将限制节能技术的发展。
48V启停系统及其优缺点
由于主流的12V系统难以满足未来节能的需求,因此促使欧洲各车企和供应商开始进行48V系统的研究。但目前还处于技术研究阶段,没有量产车应用。
48V系统具有下面这些优点:
虽然有这么多有点,但是48V也有很多缺点
12V+48V混合
为了提高系统兼容性,降低推广难度,现在业界提出的主流方案都是12V+48V的方案。相比直接上48V或者混动,更容易实现。
采用48V系统,前面提到的朗逸可以将油耗降到4.7L/100km,比使用传统技术的5.24L/100km有了明显的改进,基本能满足2020年的CAFE要求。
现在业界巨头们都有了自己的系统方案,比如博世(真是汽车技术绕不开的巨人)
系统中包括48V锂电池、DC/DC、12V铅酸电池、电机等等,能够实现下面这些收益。
另一个巨头AVL的系统也很类似
目前,很多主流欧洲车企都有自己的48V产品计划了,国内对48V的研究也很热门,比亚迪和五菱都在这上面大力投入。
欧洲的主流供应商也有了相应的产品,整个产业链已经基本建立起来了。
不过对于48V系统,业界也有很多争论,现阶段48V还没必要,可以看到主要的投产计划都在2020年前后,到2025年有点前途未卜,毕竟成本不算低,虽然比传统的12V系统更省油,但还是比不过200-600V的强混。尤其是考虑到雷凌和卡罗拉的强混现在只卖13、4万,到时候价格进一步下探,那么48V的市场有多大就很难说。
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