燃耗政策将出台,车企拥抱48V系统

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近日,奔驰对外界透露,将在新款C级车型上搭载48V混动系统;而大众则是选择第八代高尔夫作为旗下首款采用48V轻(微)混系统的乘用车,将于2019年上市;菲亚特也准备在2019年对旗下经典车型菲亚特500进行换代,并搭载48V轻混系统……



48V轻混系统是什么?缘何如此受欢迎?这是有原因的。


从今年开始,车企碳积分制度即将实施,在新政策实施后,燃油车的油耗将严格受控,和车企的碳积分挂钩,而这个积分并不支持现行油耗水平的燃油车的制造和上路。48V系统,就是这样进入了车企们的视野。

在混动系统、启停装置以及各种电子装置和技术纷纷来袭的汽车领域,与传统12V电气系统相比,48V电气系统(简称48V系统)不仅能有效改善电机功率,还能高效回收汽车的刹车能量,为汽车中所需越来越多的电子负载提供更多功率,同时提高10%~15%的节油效率。因此很多业内人士认为,用48V电气系统替代目前汽车中采用的12V电气系统是大势所趋。


什么是48V系统?


碳排放限制始于2013年欧盟批准的2020年二氧化碳排放标准,该标准要求到2020年新车平均二氧化碳排放水平控制在95克/公里,否则就要接受高额的罚款。在这之后,中国的第四阶段燃油限值标准、美国的CAFE标准等纷纷出台,形成了对整车厂和零部件供应商的夹击,逼迫他们展开对节能减排技术的研发。以启停功能以及BSG(Belt-driven Starter/Generator 皮带传动启动/发电一体化电机)技术为核心的微混合动力系统,就这样成为业内众多企业降低产品油耗的核心技术。




传统的启停功能是指在启动电机上加装用以驱动发动机的皮带,实现对发动机启动及停止的控制,以此取代怠速降低油耗,这种系统称为12V系统。在过去的几年里,12V系统的节油表现十分优秀,但是,这个系统的极限也很快就出现了。


面对越发严格的油耗限定,启停功能的节能减排能力瓶颈很快就被发现了,更糟糕的是,这个极限并不能达到新政策(2016-2020年度)的排放标准,也就是说,使用新的技术迫在眉睫。


新技术的应用就需要更大功率的电机,传统的12V所能提供的电压,很难让新的节油技术有进一步的发挥。在输出同等电功率的情况下,电压越高,电流就越小,线路中所产生的功率损耗就越小。反之,不仅损耗更大,且负载端得到的功率也难以维持其正常运转,48V系统技术就是基于这个原理而出台的。


相比12V系统,48V系统主要的优势是对启停功能和微混技术的提升。在将铅酸电池替换为锂电池之后,使用48V电压的新系统,不仅能够支持启停系统,还能够在车辆高速航行时对发动机进行熄火,依靠电池组来驱动电机以维持巡航状态。此外,该系统使用的大功率BSG电机还可以实现高效率的制动能量回收,与此同时,更大的功率提升了电机的辅助能力,在工况良好的情况下,电机可以辅助发动机,让发动机在更高效率的工作区间内运作。


节油25%?是黑科技还是噱头?



从上述的技术标准我们可以发现,48V微混系统所能实现的功能,和那些世面上常见的高压强混系统颇有类似之处。只是类似显然无法超越市面上的现行系统,节油程度是否有所提升?就成了48V系统普及的关键障碍,从各企业公布的消息来看,48V系统在这方面的表现颇为不俗。




以大众为例,他们的48V轻混系统标榜能节油20%以上,而计划在今年量产48V轻型混合动力车型的奥迪也表示,新的电气系统可以节省最高0.7L/100km的油耗;此外,作为零部件供应商的大陆,也是在两年前推出了一套48V轻混系统,对外宣称可以最高实现能效优化13%,并在推出第二代产品之后,将NDEC循环下的节油效果提升至25%。


暂且不谈企业的宣传是否存在夸大其词的成分,但可观的节油效果实在是令其颇具“黑科技”的韵味。


48V将成为燃油车标配


对更高电压系统的兼容性改造,是一项旷日持久的工程,而在这项工程和其相关的生产线改造完成前,48V系统将更多的作为和12V系统并联的领一套系统而存在,即在现有12V系统的基础上增添一个48V的网络系统,从而降低推广难度。




然而从长远来看,48V系统很有可能会衍变成车内低压用电系统的标准,从而替代12V系统的功能,这是一种伴随着汽车硬件升级和需求提升,不可避免的趋势。


实际上,对于48V系统的改造并不是十分困难,这一时间的到来可能比我们想象中的更早。上海电驱动股份有限公司总经理贡俊表示:(升级为48V)这一变化,并不会给之前电气系统的改造带来太多的麻烦。


“除了增加一个48V的BSG装置,像灯光、音响等电子系统还是会通过DC/DC的转换而继续使用12V的系统,且供应链基本不会受到什么影响。”贡俊进一步透露说,和之前的燃油车相比,每套系统的改造成本大约在4000元左右,而高压强混的话,则需要大约两万到三万元的成本。


林程也补充道,“12V调整到48V的变化不是很大,且同属于安全电压的等级,产品的原理也大同小异,这使得零部件供应商在进行产品升级时较为容易。虽然供应链的体系需要改变,但整体的难度不大。”


如此来看,48V系统的推出虽有不小的挑战,但也同样被许多人所看好。实际上,笔者从几位专家的口中了解到,这种以启停系统为核心的微混技术只是针对传统燃油车降低油耗的一种手段,而48V系统的升级迭代同样如此,若将其对标基于高压系统的纯电动、插电式混合动力、强混等技术,似乎有些不恰当。


就如林程所言,即便是纯电动车型,也有低压用电的时候。而48V系统则是针对这种低压用电的需求,以降低低压用电时的能量损耗,只不过,在纯电动汽车内,低压系统不会参与动力输出。然而在燃油车型中,48V系统的作用就十分明显了。


实际上,节能、减排的技术路线远不只有一条,至于车企该如何评估决策,是选择大力发展新能源,还是以这种所谓的微混合动力来逐渐降低油耗,还是要取决于自身当下的发展,零部件供应链的完善程度、产品的布局,乃至自身的财力都将成为决策中的关键砝码。