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关于沃尔沃汽车48V轻混系统的几个问题 [复制链接]

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这篇文章有点长,估计很少有人有耐心看完。(部分内容复制粘贴,部分内容原创。)

1,48V轻混系统的由来

为了给车载电器系统供电,N多年前的人类发明了一种技术,将一块蓄电池安装到燃油车之上,以蓄电池的电量供给车内需要电力才能正常使用的功能部件。而因为当时需要用电的功能并不多(收音机都是高配),所以最早的电气系统最大供电电压仅为6V。但随着时代的发展,空调、收音机、LED大灯等高科技功能层出不穷,6V电压已经不足供给所有部件,于是人们发明了电压更高的12V电气系统,也就是目前最主流的车内供电系统。

但后来车内需要用电的功能越来越多,比如自动防倾杆、转向助力、空气悬架等功能,传统供电电压最高只有12V的供电系统完全供给不上,这就催生了最大供电电压为48V轻混系统的诞生。

2,为什么是48V,而不是68V或88V?

众所周知,“V”是伏特的意思,物理教科书中的电压单位。传统的12V电气系统是相当有限的,因为电压低,带不起来大功率的电动设备。想要实现更多骚操作,那自然要加大电压,当年6V转化到12V也是这个道理。

而之所以是48V,是因为根据德标(DINIEC),48V是人类在无防护状态下,可以安全触碰的最高电压。当然,再往上提升也不是不行,但根据法律车企要对车辆内部安装必要的防护装备。

但这样做不仅整车的成本会有所提高,还要支出部分资金用来做电气系统的安全保护措施,在目前的情况下完全是一项不必要的开支。于是为了兼顾成本与实用性,正好卡在法规限制之下的48V供电系统无疑是众多主机厂最好的选择。

3,48V轻混系统的结构和功能

从整体结构上来说,48V轻混系统并没有完全取代传统的12V电气系统,而是在12V蓄电池的基础上增加了一块48V蓄电池,一台转换器与一台电动机。为车内各种功能部件供电仅仅是48V轻混系统的次要功能,它的主要功能当然是辅助驾驶员更好的控制车辆。48V轻混系统的主要功能表现取决于它搭载的电机。

目前,48V轻混系统能够搭载的电机只有BSG与ISG两种。

BSG,全称为BeltDrivenStarterGenerator,翻译过来就是“皮带驱动电机”。具体功能就是辅助车辆起步,电机通过皮带传动,在短时间内可以将发动机转速提高到怠速以上,在提高车辆起步速度的同时还能减少尾气排放与少量燃油消耗。

ISG,全称为IntegratedStarterGenerator,翻译过来就是“集成启动电机”。相比BSG电机,ISG电机可厉害多了,不仅能通过加入电动涡轮的形式减少在涡轮增压车型中普遍存在的涡轮迟滞现象,还能通过扭矩电机转子与曲轴输出端相连,通过扭矩叠加的方式进行动力混合。在不同工况下,对发动机扭矩和电机扭矩在变速箱之前进行多种形式的复合,从而优化内燃机的工作效率。

4,BSG和ISG有何不同?

BSG电机安装在发动机前部(横置发动机一般安装在左侧),取代12V的起动机和发电机,集成了启动和发电功能与一体,在车辆启动和加速时通过皮带,快速拉高发动机转速,启动速度更快,发动机运转更安静。这就相当于一个人在拉车,而在这个人的前面有另一个人拽着他走,这个人相对就轻松一些,但最终还是由他本人拉着车。安装BSG电机不改变发动机本身的结构,成本相对较低,功率输出一般不超过15KW,既能提升发动机的响应速度,又能节省一部分油耗,但基本还是依靠发动机动力输出,油耗降低并不明显,主要的功能表现降低噪音,提高行驶品质。

ISG电机安装于发动机曲轴后端(横置发动机一般安装在右侧)即动力输出端,取代了传统的飞轮,同样集成了启动与发电功能,支持发动机启停、制动能量回收发电、辅助动力输出,你会发现这种发动机的前部或左侧是没有皮带轮的。ISG电机结构紧凑,被整合在发动机外壳内,在设计时要考虑到发动机的体积、机舱内的布局,因变速箱不同需要有相应的设计方案,所以研发和制造成本相对较高。当然,高投入对应高回报,发动机曲轴充当了ISG电机的转子,功率较大,尤其是扭矩输出更明显,动力传递效率更高,节油效果好,对驾驶性能提升也更加明显。这就相当于一个拉车,旁边有人也在帮你拉车,当然这个人力量相对你来说要小一些,主要还是靠你使劲,即使这样也比你拽着你跑要省劲的多。

5,沃尔沃48V轻混系统用的是哪一种电机?

沃尔沃目前在售的车型中B系列48V轻混发动机用的全部是BSG电机,安装在发动机左侧,是皮带驱动电机,B取自英文Belt,意为皮带。我们已经见到的B5、B6,以及即将见到的B4、B3,全面取代之前的T3、T4、T5、T6,全部换成48V轻混发动机。

BSG电机相对ISG电机,制造成本较低,安装简单,不改变发动机的结构,有效改善行驶品质,现阶段看来是一个非常不错的选择。

作为一家历史近百年的豪华车企,难道就没有应用技术更好的ISG电机吗?答案是:有。

我们之前认为T8动力系统就是一台T6内燃机加一台V电机,内燃机驱动前轮,电机驱动后轮。其实,这是不全面的。T8动力系统中的内燃机不是简单的T6,这台内燃机的左侧是没有启动机和发电机的,那它如何启动和发电?认真观察后发现,在内燃机的曲轴后端有一台ISG电机,用的就是48V电压,启动、发电、辅助动力输出,也就是另一种形式的48V轻混系统。这也就是为什么T8车型开起来在油和电切换的时候还能如此平顺,这台ISG电机功不可没。

所以,沃尔沃使用的48V轻混系统既有BSG电机又有ISG电机。

6,奔驰的48V轻混与沃尔沃有什么不一样?

汽车技术大多都是相通的,汽车厂商大多都是各种汽车零部件的集成商。经厂方老师证实,目前绝大部分汽车厂家用到的48V轻混系统都来自同一家供应商---汽车零部件的巨头博世。奔驰和沃尔沃的48V轻混系统都是由博世提供产品和解决方案。同样使用来自博世产品的豪华品牌还有奥迪、宝马、保时捷等欧洲汽车厂商。

任何一项新技术的应用都有一个成长的过程,不断完善,奔驰是最早应用48V轻混技术的汽车品牌之一,早期的产品难免会出现一些问题,这也就是为什么网络上会反应奔驰轻混故障率高的原因。技术不断改善,现在成熟多了。

沃尔沃是一个非常注重产品品质的汽车品牌,不但要积极使用新技术,更要确保新技术的表现稳定,有了像奔驰一样超前应用的积累,沃尔沃使用的48V轻混系统品质可靠的多。

奔驰旗下车型搭载的48V轻混系统也是有BSG和ISG两种电机的,可以确定的是CL和EL车型1.5T+48V轻混使用的电机是BSG,而EL车型2.0T+48V轻混使用的电机是ISG。而其他车型48V轻混使用的是哪种电机在公开渠道资料中无法查询,但有一个规律是,如果动力增加比较明显的一般就是ISG电机,增加不明显的可能就是BSG电机,当然最简单的办法是打开发动机盖看一下它的电机位置就知道了。

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