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電池研究院:為何汽車需要48V電壓系統(tǒng)?

2021-03-25 10:18:53 作者:黃恒樂

電池研究院:48V電壓系統(tǒng)……

 
“嫌太長只看60秒”版

  1、車上有不同的電壓系統(tǒng),12V電瓶最常見,48V正在引入,200V以上是可以驅(qū)動車輪的高壓系統(tǒng)。

  2、48V混動也算混動,別拿村長不當(dāng)干部,這玩意又省油又便宜,從全車生命周期算下來很值得。

  3、48V系統(tǒng)長下面這個(gè)樣:

電池研究院:為何汽車需要48V電壓系統(tǒng)?

  4、豪華品牌最愛48V,因?yàn)?2V不夠電用…… 德系、美系是先鋒,中國品牌在追趕,日系比較佛系。

  5、12V電瓶還是要花錢買。

 
常見的車載電壓系統(tǒng)

  早期的內(nèi)燃機(jī)汽車產(chǎn)品并沒有電氣系統(tǒng),啟動用搖柄解決(就是現(xiàn)在的手扶拖拉機(jī)“鑰匙”),喇叭用鈴鐺解決,大燈則由內(nèi)燃機(jī)直接供電。

電池研究院:為何汽車需要48V電壓系統(tǒng)?

  1918年,AMC的前身,也即是哈德遜汽車公司(Hudson Motor Car Company),將6V電壓帶進(jìn)量產(chǎn)車裝配序列,并逐步催生了車載電燈和車載啟動機(jī)的裝配。

電池研究院:為何汽車需要48V電壓系統(tǒng)?
哈德遜Phaeton’ 1917

  經(jīng)過了30多年的發(fā)展,6V電壓系統(tǒng)被打敗了,從筆者的歷史觀來看,征服它的是美國人。

  美國贏得二戰(zhàn),積累了巨額的社會財(cái)富,美國豪華車成為整個(gè)20世紀(jì)50年代最頂尖的民用工業(yè)產(chǎn)品,動輒6-8L排量的美式大V8發(fā)動機(jī)讓6V電壓系統(tǒng)腰腿酸痛。當(dāng)然,世上沒有6V電壓系統(tǒng)干不了的活兒。如果有,那就串聯(lián)兩個(gè)6V。這就是我們當(dāng)今還在用的12V鉛酸電池之由來。 

電池研究院:為何汽車需要48V電壓系統(tǒng)?

  2010年發(fā)布的保時(shí)捷911 GT3 RS可以選裝鋰離子電池,官方稱可以減輕10kg重量。不過這項(xiàng)配置也并未持續(xù)下去,因?yàn)殇囯x子電池并不太適合擔(dān)當(dāng)鉛酸電池的低電壓低自放電角色。

電池研究院:為何汽車需要48V電壓系統(tǒng)?

  有些重型車輛會使用兩套串聯(lián)的24V電壓系統(tǒng)給電氣系統(tǒng)供電,或者串聯(lián)成24V之后再并聯(lián)成更大能量的組合。

  1988年,美國豪華品牌們頂不住車內(nèi)用電器激增之后的電量匱乏問題,比如凱迪拉克就是在那個(gè)時(shí)候全球首次安裝衛(wèi)導(dǎo)航系統(tǒng)的,美國汽車工程師學(xué)會(SAE,Society ofAutomotive Engineers)最終倡議將乘用車的標(biāo)準(zhǔn)電氣電壓提到42V,不過最終沒能推動下去。

自動泊車技術(shù)簡史 從人工智障變?nèi)斯ぶ悄? class=Absorbent Glass Mat Battery)也已達(dá)7kW左右的功率極限,電路的魯棒性跟印度電網(wǎng)差不多……

  一直到2011年,德國豪華品牌們也扛不住弱雞的12V電壓系統(tǒng)了,開始組團(tuán)提倡使用48V電壓系統(tǒng),并推出了一個(gè)新的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)LV148。

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  48V電壓系統(tǒng)有了4倍電壓,電池包的能量進(jìn)一步提升,可以經(jīng)受更長時(shí)間的內(nèi)燃機(jī)停機(jī),還能通過BSG/ISG電機(jī)進(jìn)行能量回收,協(xié)助車企們應(yīng)付歐盟2020年的95g/km排放法規(guī)壓力。

車用電壓系統(tǒng) 典型產(chǎn)品線
電壓能量輸出功率配方用途應(yīng)用場景
12V≈0.6kWh≈5kW鉛酸小功率供電業(yè)界通用
24V≈1.2kWh≈10kW鉛酸中等功率供電房車/重型車
36V≈1.2kWh≈15kW鋰離子大功率供電基本停用
42V≈1.5kWh≈20kW鋰離子大功率供電基本停用
 48V≈1.5kWh≈20kW鋰離子MHEV輕混系統(tǒng)
大功率供電
業(yè)界通用
 90V≈0.5kWh≈10kW鋰離子MHEV輕混系統(tǒng)
大功率供電
通用集團(tuán)
≈200V≈1.3kWh≈100kW鎳氫HEV重混系統(tǒng)
驅(qū)動與供電
HEV
≈250V≈1.6kWh≈100kW鎳氫FCV氫燃料
電池汽車

蓄電與驅(qū)動
豐田FCV
≈350V≈20kWh≈200kW鋰離子PHEV插混系統(tǒng)
驅(qū)動與供電
PHEV
380V40-150kWh≈300kW鋰離子BEV純電系統(tǒng)
驅(qū)動與供電
BEV
800V≈100kWh≈500kW鋰離子保時(shí)捷800V
純電系統(tǒng)

驅(qū)動與供電
BEV

  低于60V的,我們都叫低壓系統(tǒng),不會對人體造成過大的傷害。

  到了200V甚至更高,這些高壓電池可以單獨(dú)驅(qū)動車輪,因此我們稱之為“動力電池”。

  比較著名的千萬輛級HEV非插電式混合動力技術(shù)豐田THS,用的就是大約200V的高壓電池包,不自燃、能量密度低、比較重、循環(huán)壽命超長的鎳氫配方。

  大約250V的動力電池來自豐田引以為豪的Mirai氫燃料電池車,用來儲存氫燃料電池系統(tǒng)生產(chǎn)出來但還沒來得及用完的電,以及能量回收系統(tǒng)剛剛收回來的殘余電能。

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  從300V往上都是可插電的動力電池產(chǎn)品,目前電壓最高的乘用車電池產(chǎn)品是保時(shí)捷的800V系統(tǒng),是當(dāng)前主流400V(附近)系統(tǒng)的兩倍電壓。這組電壓范圍為610-835V的電壓系統(tǒng)源自保時(shí)捷919 Hybrid混動賽車,想知道919傳奇故事的請點(diǎn)開下圖,筆者寫了好久的一篇長文,感慨壞了:

電池研究院:為何汽車需要48V電壓系統(tǒng)?

  800V電壓系統(tǒng)可以更高速地“獲得電能”與“釋放電能”,原理跟“文章臨近Deadline時(shí)工作壓力大增所以寫得特別快”差不多。

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  通過增加電壓,電纜損耗降低,電纜負(fù)載可以增加,這條定律也可以用來解釋12V到48V的進(jìn)化之路。

 
48V輕混車算不上混動?

  這么小的電池和電機(jī),怎么可以算是混動呢?

  這是筆者一直在思考的問題,但最近兩年終于理清思路了——我只要把所有混動系統(tǒng)(Hybrid Vehicle Drivetrain)看作內(nèi)燃機(jī)(ICE,Internal Combustion Engine)的節(jié)能技術(shù),就能把當(dāng)前絕大多數(shù)的“油-電”混合技術(shù)融入同一個(gè)知識體系內(nèi)。

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  換句人話:48V輕混,就是混動車之一。

混動系統(tǒng)對比
學(xué)名別稱/
常見系統(tǒng)
自啟停制動回收獨(dú)立驅(qū)動
車輪
可充電
Micro Hybrid
微混
自啟停系統(tǒng)×××
Mild Hybrid
輕混/弱混
48V輕混
MHEV
××
Full Hybrid
強(qiáng)混
HEV非插混×
Plug-in Hybrid
插混
PHEV插混

  加深理解一下:

  Micro Hybrid 微混 = 自啟停系統(tǒng) = 能讓ICE歇10秒的12V混動系統(tǒng)

  Mild Hybrid 輕混 = MHEV = 48V BSG/ISG電機(jī) = 能讓ICE歇3分鐘的48V混動系統(tǒng)

  Medium Hybrid 中混(不在表格內(nèi)) = 我同事自己定義的 = Creep 電驅(qū)蠕行 = 能讓ICE歇100米的高壓中混 = 斯巴魯13PS/0.27kWh混動

  Full Hybrid 強(qiáng)混 = 雙擎那種HEV = 能讓ICE歇3公里的高壓強(qiáng)混

  Plug-in Hybrid 插混 = 唐DM那種PHEV = 能讓ICE歇50公里以上的、可充電的高壓強(qiáng)混

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典型的PHEV高壓電池結(jié)構(gòu)

  聽筆者念完上面這幾串,大家應(yīng)該基本理解目前最主要的四種混動形式了。其中微混是每臺自啟停汽柴油車都有的,輕混是現(xiàn)在市場熱推的48V車型,強(qiáng)混是雙擎那種超省油但不插電的混動車(雞肋到炸的動力居然叫“強(qiáng)”混),插混就是能補(bǔ)電、能享受國家補(bǔ)貼的。

 
為何車企如此熱衷48V電壓系統(tǒng)?

  先不聊學(xué)術(shù)的事,我就問大家一個(gè)問題:有什么商品是人見人愛、車見車載的?

  好東西 = 便宜 + 好用

  害,就是這么簡單。因?yàn)?8V系統(tǒng)是最高壓的低壓系統(tǒng)(混動節(jié)能效率最高),又不需要高壓系統(tǒng)(HEV/PHEV/REEV/FCV/BEV)的繁瑣電控/絕緣/熱管理,這分明就是雞頭鳳尾中的優(yōu)質(zhì)雞頭,

  再聊深度一點(diǎn),就有以下這么多點(diǎn):

1
 
政策驅(qū)動

  《中華人民共和國節(jié)約能源法》《中國制造2025》《汽車產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃》一直在強(qiáng)力推動車企進(jìn)行ICE系統(tǒng)的節(jié)能化改造,唯一可能的方向就是部分電氣化(從微混到插混)。

  大家是不是習(xí)慣了一上車就關(guān)掉發(fā)動機(jī)自啟停系統(tǒng)(Micro Hybrid)?因?yàn)檫@默認(rèn)開啟的討厭玩意根本省不了幾秒的油,振動還賊大,大夏天的沒經(jīng)同意就給你停了空調(diào)壓縮機(jī),完全就是車企為了應(yīng)付油耗測試弄出來的。如果要評選“實(shí)際上最垃圾的汽車配置”,自啟停系統(tǒng)認(rèn)第二,沒技術(shù)能認(rèn)第一。

  我國乘用車新車的2025 年目標(biāo)有多苛刻呢?下降至 4 .0L/100km,對應(yīng)二氧化碳排放約為 95 g/km。

  單憑48V輕混動肯定打不到,但2025還遠(yuǎn)著呢,作為過渡的低耗減排技術(shù),絕對是當(dāng)前最明智之選。

2
 
成本驅(qū)動

  可變截面渦輪很好,我知道。

  可變壓縮比很好,我也知道。

  HEV強(qiáng)混系統(tǒng)更好,我更知道。

  多少錢給裝一個(gè)???這個(gè)問題太刻薄了,無法回答。如果我們僅僅需要優(yōu)化5%左右的駕駛循環(huán)油耗,那么48V電壓系統(tǒng)下的BSG/ISG才是最高性價(jià)比的選擇。當(dāng)然,理論上可以優(yōu)化12%左右,只是當(dāng)前實(shí)測數(shù)據(jù)并不支持這個(gè)假設(shè)(我是不是太客觀太老實(shí)了)。

  一套48V系統(tǒng),成本僅需大約600元人民幣就能完成大約1%的油耗優(yōu)化,穩(wěn)賺的生意誰不做?

3
 
技術(shù)成熟

  48V電壓系統(tǒng)廣泛推行的另一個(gè)重要原因是產(chǎn)業(yè)跟上了,BSG與ISG電機(jī)越來越便宜,電池技術(shù)也得到了一定突破。

  鋰離子電池在PHEV和BEV的井噴式發(fā)展大潮中得到了技術(shù)革新,現(xiàn)在用在48V系統(tǒng)中的1.5kWh低壓電池包在外尺寸、整備質(zhì)量、充放電速度、成本控制、安全性上都有了很大的改進(jìn)。

電池研究院:為何汽車需要48V電壓系統(tǒng)?

4
 
設(shè)計(jì)驅(qū)動

  上帝的歸上帝,凱撒的歸凱撒。

  低功率負(fù)載歸12V系統(tǒng),高功率負(fù)載歸48V系統(tǒng),12V扛不住的負(fù)載就別硬上,勉強(qiáng)沒幸福。

  以下負(fù)載,交給48V電壓系統(tǒng)之后大有前途:

  a、BSG/ISG電機(jī):更大功率的啟停一體式電機(jī),還能進(jìn)行動能回收,ISG甚至可以給到扭矩輔助(雖然很少)。

  b、電子增壓器:增壓器電氣化之后,渦輪遲滯就沒有了,什么轉(zhuǎn)速下都能給讓渦輪有正壓,動力輸出的突兀自然少了很多。

  c、空調(diào)壓縮機(jī)與PTC加熱電器:食量變態(tài)的耗電角色,功率分別都在4kW左右,掛到1.5kWh鋰電池上之后,就不用煩惱每次自啟停就停止制冷(12V電壓系統(tǒng)根本扛不?。?/p>

  d、空氣懸架:空氣懸架(彈簧)里頭有空氣壓縮機(jī),用上更大功率的48V系統(tǒng)之后可以確保空氣懸架反應(yīng)更快。

  e、轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng):果斷投向48V。

  f、后輪轉(zhuǎn)向技術(shù):后輪電機(jī)給到48V系統(tǒng)服務(wù),響應(yīng)速度也更快。

  g、泵:油泵水泵各種泵,交給大功率的48V系統(tǒng)吧。

  h、智能車機(jī)系統(tǒng):下圖自己感受,L2+的200TOPS算力要耗掉45W(筆記本充電功率),L5的2000TOPS就是800W,請問12V系統(tǒng)一共才多少kW?

電池研究院:為何汽車需要48V電壓系統(tǒng)?

  低功率負(fù)載還是可以交給12V電壓系統(tǒng)的,比如照明系統(tǒng)(LED化之后很節(jié)能)、信號系統(tǒng)、蜂鳴器、儀表盤、電窗門鎖以及發(fā)動機(jī)噴油點(diǎn)火系統(tǒng)等等。

4
 
用戶需求驅(qū)動

  用戶買車就是圖個(gè)性價(jià)比,48V輕混動車子沒升價(jià)/只升一點(diǎn)點(diǎn)錢,可以換來挺多的:

  a、自啟停系統(tǒng)的平順性大幅度增加。

  b、能量回收過程中的心理愉悅。(因此車企喜歡把能量流顯示在儀表盤/中控屏上)

  c、能量回收反拖可以省剎車片,且因反拖力度不大,不會惡心到駕乘人員。

  d、真的能省0.3-0.8L/100km的油,省錢了就是好事。

  e、車輛可以配置更多大功率負(fù)載,豪華、智能得以實(shí)現(xiàn)。

  f、有些BSG電機(jī)可以在換擋期間調(diào)整ICE的轉(zhuǎn)速以消除自研自產(chǎn)自銷的垃圾雙離合變速箱之頓挫,具體是哪個(gè)聰明品牌我就不點(diǎn)名了。

5
 
宣傳驅(qū)動

  除了以上6個(gè)小點(diǎn)的用戶得益,開節(jié)能汽車如今也成為了一種政治正確,車企當(dāng)然也想通過相關(guān)的宣傳來展現(xiàn)用戶群體“擁有精英人群的社會責(zé)任感”。

 
48V電壓系統(tǒng)如何協(xié)助節(jié)油?

  進(jìn)入本文最重要環(huán)節(jié),但這節(jié)的內(nèi)容非常復(fù)雜,單劈一篇萬字長文是沒問題的,但讀者們應(yīng)該會直接關(guān)掉網(wǎng)頁……

  所以筆者今天就只用2張圖把事情簡單說一下。

  先做一張圖展示48V與12V雙系統(tǒng)是怎樣聯(lián)合工作的:

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  配合上圖解釋如何節(jié)能:

  1、能量互通:兩套電壓系統(tǒng)是互通的,理論上都可以通過DC-DC互相升降壓充放電供給對應(yīng)電壓的負(fù)載,因此總系統(tǒng)不易虧電,不用經(jīng)常啟動內(nèi)燃機(jī)。

  2、滑行儲能:48V系統(tǒng)加入之后,車輛更容易實(shí)現(xiàn)滑行儲能模式,也就是視覺傳感器、位置傳感器、衛(wèi)星信號判斷你要進(jìn)入“滑行至停止”這個(gè)工作,提前30秒左右停掉內(nèi)燃機(jī)并讓BSG/ISG反轉(zhuǎn)發(fā)電。

  3、反轉(zhuǎn)儲能:BSG/ISG作發(fā)電機(jī)用,能量來源可能是剛剛提到的滑行,可能是內(nèi)燃機(jī)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)速下的剩余動能,也有可能來自專門的發(fā)電模式。比亞迪DM3系統(tǒng)就有發(fā)電模式,讓汽油機(jī)固定在1500rpm 用BSG進(jìn)行8kW發(fā)電,實(shí)際上不好用。

  4、能量大增:內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)可以電系統(tǒng)充電,12V鉛酸電池與48V鋰電池的總能量一般在2kWh左右,足夠紅燈前吹好一陣子空調(diào)冷風(fēng)了,不用經(jīng)常啟動內(nèi)燃機(jī)。

  5、扭矩輔助:ISG電機(jī)可以提供50N·m左右的驅(qū)動扭矩(但不能單獨(dú)驅(qū)動車輪),幫內(nèi)燃機(jī)降負(fù)荷,一定程度上降低了油耗。

  接下來筆者上一張多年前P的老圖,這里基本說清了電機(jī)位置和作用,其中48V系統(tǒng)可以供給P0(BSG)、P1(ISG)、P2、P0+P3四種電機(jī)布局使用。

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  目前市面上見到的48V電壓系統(tǒng)之電機(jī),基本都是取代原發(fā)電機(jī)位置的BSG電機(jī),因其成本最低、結(jié)構(gòu)最簡單,多數(shù)12V車型隨便一改就能成為12V+48V的BSG輕混車型。

 
有哪些車企正在主推48V產(chǎn)品?
1
 
德系

  德系是后來者,反而居上了。究其原因,便是因?yàn)榈孪岛廊A品牌太多了,高功率負(fù)載多,老早就受不了12V電壓系統(tǒng)了。

  奔馳從W221那一代奔馳S級(2006-2013)就開始做48V系統(tǒng)的嘗試,寶馬則在ActiveHybrid 7(2010-2012混動7系)上進(jìn)行了試驗(yàn)。最終第一個(gè)跑出來的不是奔馳寶馬,而是2017年發(fā)布的第四代奧迪A8(D5)。筆者印象深刻,是因?yàn)槟瞧装l(fā)技術(shù)解析稿是熬夜寫的。

  不過A8的48V系統(tǒng)用了更簡單、更便宜、無法進(jìn)行扭矩輔助的BSG電機(jī),雖然沒對動力有幫助,但油耗有了0.7L/100km的下降。同樣的系統(tǒng)很快就用到了奧迪A6(2018)、A7(2018)、Q7(2020)、Q8(2020)、A4(2020)、Q5(2021)之上。

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  奔馳肯定不會落伍,EQ Boost 48V立刻奉上。請注意,這是一臺更高階的ISG電機(jī),不僅幫助省油,還能進(jìn)行扭矩輔助(因?yàn)樵诎l(fā)動機(jī)飛輪輸出端)。這些ISG很快就裝備到了C級(2018)、CLS級(2018)、S級(2018)、AMG GT53(2018)等車型上。

  那個(gè),AMG車主現(xiàn)在也考慮省油嗎?

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  至于寶馬,其實(shí)上一年5系就在海外鋪開了48V,但華晨寶馬還沒有跟進(jìn)。第八代大眾高爾夫也有48V,第四代EA888天生就跟48V匹配,預(yù)計(jì)以后德系是鋪48V最積極的一個(gè)陣營。

  保時(shí)捷呢,當(dāng)初不是48V的主要發(fā)起人嗎?是的,保時(shí)捷很需要48V電壓系統(tǒng)來伺服主動防傾桿??諝鈶壹艿雀吖β守?fù)載。

電池研究院:為何汽車需要48V電壓系統(tǒng)?

  此外,保時(shí)捷911也在做更加深入的電氣化嘗試,先是自啟停微混,然后是48V輕混,以后還會有插混甚至純電。

2
 
美系

  通用集團(tuán)是低壓系統(tǒng)高壓化(12V一次,42V又一次)的先行者,旗下幾個(gè)品牌都玩過48V輕混,比如土星在2007年開始做輕混,不過最終還是全面轉(zhuǎn)向48V。

  跟德系品牌一樣,最先量產(chǎn)48V輕混系統(tǒng)的電力需求最大的豪華品牌。新出的2021款凱迪拉克XT5和XT6全系都鋪了48V輕混,ISG電機(jī)功率10kW,可以給50N·m的扭矩輔助。因?yàn)槭荌SG,所以不需要改原來的發(fā)動機(jī)和變速箱,在年款車型上都能直接裝備。

  凱迪拉克給出的綜合工況節(jié)油成績是“節(jié)省5-6%”,足夠老實(shí),因?yàn)楹芏嗳木€車企就喜歡給你標(biāo)一個(gè)10%左右。

電池研究院:為何汽車需要48V電壓系統(tǒng)?

  實(shí)際上,這個(gè)比例的確比較可以了。我之前用的LTG引擎沒可變缸技術(shù),變速箱也是老款的8L45,超速擋位減速比不夠大,所以高速油耗還不夠極致。后來換LSY+9AT之后,一百公里可以省2.5-3.0個(gè)油,主要功勞是可變缸技術(shù)和更加省油的9號超速檔?,F(xiàn)在凱迪拉克推出“2.0T可變缸渦輪增壓+9AT+48V”組合,還能再優(yōu)化5-6%,ICE的停機(jī)時(shí)間可以更長。

電池研究院:為何汽車需要48V電壓系統(tǒng)?

  美系另一大陣營是福特集團(tuán),不過可能因?yàn)樯弦荒觊L安福特混得不夠好,所以沒有及時(shí)引入48V系統(tǒng)。中國消費(fèi)者對“三缸”這個(gè)詞太介意了,實(shí)際上福特的EcoBoost三缸機(jī)非常高效率,配上48V電機(jī)之后還能省更多油,海外版的??怂购图文耆A早就用上了。

電池研究院:為何汽車需要48V電壓系統(tǒng)?

  大家有沒發(fā)現(xiàn)我沒提林肯……哎,一個(gè)以NVH取勝的豪華品牌,怎么現(xiàn)在還沒48V電壓系統(tǒng)引入中國呢?

  就如前文提到的那樣,美系品牌是高壓化先驅(qū),像凱迪拉克/林肯這種開始逐步鋪智能車機(jī)、自動駕駛、主動懸架的品牌,現(xiàn)在正是時(shí)候全面搭載48V,一方面解決電力窘?jīng)r,一方面提升平順性和靜謐性,一方面的確也能省點(diǎn)油。

3
 
中國品牌

  比亞迪在2013年推出了自家的48V弱混技術(shù),他們叫“綠混系統(tǒng)”(希望基金讀者不要介意),不過這款弱混系統(tǒng)并不怎么出名。真正賣斷貨的是第二代唐DM,很多訂金用戶(不是沒交錢的意向用戶哈)最近等不到車放棄,這種熱銷場面對于比亞迪而言是第一次。

  雖然唐DM用的是不能進(jìn)行扭矩輔助的BSG電機(jī),但還有P3和P4兩臺大功率驅(qū)動電機(jī),所以動力輸出強(qiáng)勢得可怕。

電池研究院:為何汽車需要48V電壓系統(tǒng)?

  吉利也是推動48V的產(chǎn)業(yè)巨頭,他們主打的是接地氣的BSG電機(jī),不過官方說能省15%(?。。。?。筆者看到有媒體軟文吹“吉利能省15%,奔馳奧迪遠(yuǎn)不如”就覺得特別惡心。

電池研究院:為何汽車需要48V電壓系統(tǒng)?

  此外,一汽、長安、廣汽、長城等品牌也都在跟進(jìn)48V,而起步比較早卻被反超的是江淮,我們2017廣州車展就解讀過他們家的48V輕混系統(tǒng)。

電池研究院:為何汽車需要48V電壓系統(tǒng)?

  為什么單獨(dú)說說江淮呢,因?yàn)樗麄冞@套HyBoost輕混系統(tǒng)用的是磷酸鐵鋰配方的48V電池,能量只有區(qū)區(qū)0.38kWh…… 我一直很想試試裝機(jī)之后會有哪種級別的節(jié)能效果。

4
 
日系品牌

  日系品牌,筆者簡要講三句。

  第一句:豐田本田擁有強(qiáng)勢的HEV強(qiáng)混技術(shù),對48V興趣不大。

  第二句:馬自達(dá)和斯巴魯這兩家只用工程師腦袋想東西的廠家從2019開始逐漸嘗試48V系統(tǒng)。

  第三句:鈴木發(fā)力最早但其中國市場失敗了,剛發(fā)布的日產(chǎn)逍客有48V但不知道是否引進(jìn)。

5
 
供應(yīng)商

  48V市場興起,將產(chǎn)生巨大的利潤市場。因?yàn)殡姵亍㈦娍?、電機(jī)都可以外包,所以……基本上買回來裝機(jī)調(diào)試一下就能用了。

  大陸集團(tuán)專注做BSG電機(jī),另一個(gè)巨頭博世也在不斷研發(fā)新的BSG,寧德時(shí)代給它提供48V電池包。

電池研究院:為何汽車需要48V電壓系統(tǒng)?

  此外還有德爾福、法雷奧、日立、舍弗勒等等零部件巨頭也參與了這塊蛋糕的搶奪,不知道為什么電裝沒聲沒氣。

 
匯總48V電壓系統(tǒng)的優(yōu)勢
1
 
12V真的不夠用

  從6V到12V再到48V,汽車電壓系統(tǒng)見證的是汽車產(chǎn)品逐漸邁向電氣化與智能化的歷史。在21世紀(jì)的汽車產(chǎn)品中,為安全性能、舒適功能、智能化配置、電氣化底盤、自動駕駛運(yùn)算服務(wù)的高功率負(fù)載越來越多,儲能裝置能量不足的問題越發(fā)明顯,提升電壓與電流可更好地滿足負(fù)載的需求。

電池研究院:為何汽車需要48V電壓系統(tǒng)?

2
 
48V系統(tǒng)其實(shí)很輕巧

  48V電壓系統(tǒng)的推廣并不算遲,因?yàn)殇囯x子電池在上世紀(jì)90年代初才正式鋪開,經(jīng)歷了30年的制造、使用、迭代之后,才終于達(dá)到今天車規(guī)級48V電壓系統(tǒng)的要求。否則,我們得用4組12V鉛酸電池進(jìn)行串聯(lián),這就相當(dāng)于一臺手動變速箱的重量了。

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3
 
此外,成本上也很“輕巧”

  48V需要執(zhí)行的另一項(xiàng)重任是降低排放與降低油耗。按照目前動力電池技術(shù)的成本和性能估算,內(nèi)燃機(jī)會在接下來20年內(nèi)繼續(xù)成為乘用車動力的“大半壁江山 – 半壁江山 – 小半壁江山”,48V系統(tǒng)作為性價(jià)比最高的混動機(jī)構(gòu),必然是最受寵的。

4
 
節(jié)油效果看得見,不是玄學(xué)

  12V自啟停系統(tǒng)也能節(jié)油,為何48V才是王道呢?

  因?yàn)?2V電壓系統(tǒng)對應(yīng)的自啟停振動太可怕了,我上車第一件事肯定是關(guān)掉自啟停,不能為了省幾滴油損失整個(gè)旅程的平順性。

  我們都會說一個(gè)網(wǎng)絡(luò)詞匯“力大磚飛”,實(shí)際上48V自啟停的確可以用大力出奇跡,48V可以搭載10-15kW大功率BSG/ISG電機(jī),平順性上去了,消費(fèi)者才肯用自啟停系統(tǒng)。

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5
 
48V系統(tǒng)對平順性確有貢獻(xiàn)

  48V自啟停的速度更快,比如通用48V自啟停的速度就比12V自啟停快了0.2秒,動力銜接更好,整車平順性更高。

  在滑行的時(shí)候,48V還能進(jìn)行動能回收,而且發(fā)動機(jī)斷油時(shí)間大大增加了。

  在起步的時(shí)候,因?yàn)镮SG電機(jī)可以給到輔助扭矩(奔馳、寶馬、凱迪拉克、雪佛蘭等),所以起步可以更輕盈更平順。

  在換擋的時(shí)候,有個(gè)我不愿意點(diǎn)名但的確賣得很好的國產(chǎn)品牌,用BSG電機(jī)避開了雙離合換擋時(shí)此前一直無法根治的頓挫。

  在凡爾賽的時(shí)候,比如你的車子有48V電子渦輪,恭喜啊,渦輪遲滯沒有啦。

 
最后解答一些常見疑問
1
 
12V電壓系統(tǒng)要被淘汰了嗎?

  答:暫未。12V產(chǎn)業(yè)鏈標(biāo)準(zhǔn)化之后,這項(xiàng)技術(shù)就一直用到現(xiàn)在,包括特斯拉Model S、保時(shí)捷Taycan、蔚來ES6在內(nèi)的幾乎所有電動汽車都在使用它來供電。當(dāng)然,并非驅(qū)動車輪。

  不過,48V電壓系統(tǒng)的確會逐漸替代12V電壓系統(tǒng),這個(gè)過程是以十年計(jì)的。

2
 
48V電池會自燃嗎?

  那個(gè)……凡是電池都有自燃的風(fēng)險(xiǎn),凡是汽油車都有自燃的風(fēng)險(xiǎn),凡是炸雞都有炸得不好吃的風(fēng)險(xiǎn)。

  低壓系統(tǒng)基本可以保證不自燃,畢竟我也沒怎么聽說過有小朋友玩四驅(qū)車把屋子燒了的。高壓系統(tǒng)的自燃風(fēng)險(xiǎn)高很多,畢竟工作壓力大一個(gè)量級,風(fēng)險(xiǎn)就幾何倍數(shù)飆升了。

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3
 
為何我的48V混動不省油?

  因?yàn)锽SG是搭配自動啟停使用的,若你一上車就把啟停關(guān)了,自然就沒有多少節(jié)能作用了。之前我們關(guān)自啟停是因?yàn)?2V電壓系統(tǒng)給到自啟停系統(tǒng)的功率只有4kW左右,功率不夠自然就抖啊。

  現(xiàn)在BSG和ISG電機(jī)動輒10-15kW,力大磚飛,不抖了。

4
 
奧迪的12V輕混是什么鬼?

  新款奧迪A4有12V輕混系統(tǒng),12V鉛酸電池+12V鋰離子電池(0.12kWh),BSG電機(jī)的功率從48V系統(tǒng)的8kW縮水到12V系統(tǒng)的5kW,每100km理論節(jié)省0.3L汽油。

電池研究院:為何汽車需要48V電壓系統(tǒng)?

  把它當(dāng)成一個(gè)動能回收裝置,省出來的能量給車載用電器用,差不多就這個(gè)意思。

(文:太平洋汽車網(wǎng) 黃恒樂)

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