[新闻] 48V是什么?解析何谓正在进行式的轻油电

楼主: clazziquai (花哈喷)   2020-06-21 23:46:58
原文连结:https://pse.is/QH9HX
原文内容:
对啊对啊!其实有装48V锂电池的车车咱们接触好多次了说!
是的,当今消费者选择车款的同时,还必须留意动力系统的差异,这可不只是汽缸数而已
,是根本上的差异,例如传统内燃机、油电混合(Hybrid)、电动动力等等,实在让人眼
花撩乱,其中油电混合底下又有PHEV、MHEV,而咱们本次要讨论的,就是常搭载48V锂电
池、俗称轻油电复合动力的MHEV。
Hybrid是同时具备内燃机引擎和电动动力系统的车款,相信多数消费者都不陌生,能以内
燃机引擎运作、也可以仅透过电动马达行驶,电池电位低落的时候可直接用引擎充电,透
过两系统相互辅助,可以降低污染排放量和油耗,重负载的时候也可同时运转,提供最大
的加速力道。
然而与标准Hybrid相比,MHEV的电动动力系统比较像是内燃机辅助系统,而非主要的动力
架构,常规Hybrid的电动动力系统功率较大,能独立驱动车辆,但MHEV则否,较小的功率
让其只能做为增强内燃机效率的存在。
听起来好像没有很厉害?那么到底为什么要推出MHEV呢?主要原因有3。首先,如今各国
政府为了降低温室效应的恶化,树立了许多排放规范,像是美国的国际洁净运输理事会(
ICCT)就规范了各国的碳排放标准,正如上图所述逐年变得更加严苛。各家车厂也都有其
碳排放总量限制,若销出车辆的平均碳排放超过限制,就必须缴交罚款给政府,这个“降
低碳排放污染”的需求就是催生MHEV的其中一项要素。
其次则是消费者对“性能乐趣”的要求,近年来新车的性能愈趋增长,也使得消费者对新
车性能的要求愈来愈高,总体来说消费者希望新车具备三项特质,分别是优秀的“起步性
能、再加速性能、明快的油门反应”,电动马达具备了极快速的反应与强大的加速扭力,
是满足这些需求的极佳选择,能提升车辆整体的加速性能表现,甚至过去电系设计上无法
驱动的组件,譬如Mercedes-AMG现行于GLE 53 4Matic+上所采用的主动式防倾杆其也是透
过48V锂电池所驱动,因此发挥的效能自然比起过往单以12V电瓶所驱动还来得有感。
至于最后一项元素,则是“成本”,汽车电动动力化所需要的电子零件价格不斐,若能将
电动动力化的程度控制在一定的范围之内将有助于减少对车价的冲击,MHEV所需要的电子
设备规模不大,不须太多修改即可直接添加在现有的内燃机车款上,有助于增加市场竞争
力。
由于一般48V MHEV在电力系统上只需要以下几个关键组件即可运作,分别是“电动马达、
AC to DC变压器、DC to DC变压器、以及电池组”,视车厂的设计需求也可将更多的设备
放置在48V的电网之内,像是机油泵浦、冷却水泵浦、冷气压缩机等等都能换成48V电压规
格的产品,将更多的设备放置在48V的电网内有助于进一步改善油耗表现。
知道MHEV的发展因由后,接着也该来检视一下其定义。根据上方由德国马牌(
Continental)公布的表格(对,就是那个做轮胎的马牌),MHEV必须具备几个关键元素
,分别是“具备能使用的电动动力(功率介于10-20kW)、比常规汽车更高的电池电压(
48V-160V的电力系统)、降低油耗/碳排放的能力(与同级车款相比能降低13-22%)”,
具备这些要素的车款就可称为MHEV,从图中也可看出,在MHEV下还有一种Micro Hybrid微
油电系统,但碳排放的减少效率很不明显,故车厂较少推出此类产品。
此外,MHEV电动系统目前较常见的有3种架构,主要差异来自于电动马达的设置位置与电
力系统的电压,分别是“皮带整合式启动发电机(Belt-integrated Starter Generator
─BiSG)”、“变速箱整合式电动马达发电机(Transmission-integrated Motor
Generator─TiMG)”、以及“曲轴整合式启动发电机(Crankshaft-integrated
Starter Generator─CiSG)”,从名称上不难看出电动马达的位置,BiSG设置在引擎一
侧、TiMG设置在变速箱一侧、而CiSG的位置则介于引擎和变速箱之间,设置位置的不同也
影响了车辆所能使用的电动功能,其中功能最完备的是TiMG的MHEV架构,其所使用的电动
动力功能/驾驶模式已经非常接近标准的Hybrid车款了。
BiSG和TiMG的系统电压同为48V,而CiSG的电压则为小于等于160V,这其中又以48V系统为
车厂所好,因为48V系统有着相对容易的系统整合难易度,对现行车款来说不用做太多的
修改,而且组件所能产生的运作效率也比较好,另外,较低的电压也带来较小的运作风险
,安全性较高,在BiSG和TiMG两者之间,又以BiSG较为常见,导致此结果的原因是成本,
BiSG系统整合对动力与传动系统所需要的修改最少,因此能产生的成本也是三者中最低。
以Volvo所推出的MHEV系统来说,他们设计的系统架构就是属于BiSG,除了具备MHEV的标
准功能之外,车上的煞车系统具备了能源回收系统,以便在减速时回收一些能量,此动力
系统横跨了Volvo的许多车型,几乎每个车型都有MHEV版本可选,但目前台湾市场可选的
MHEV车型只有XC60和XC90。根据官方的说法,MHEV可提供多达15%的油耗改善与排放污染
降低;另外P0代表的是“电动马达透过引擎前方的皮带与内燃机连接”的意思,根据电动
马达与主要动力系统的连接点,共有P0-P4等5种类型。
也因此回到那个做轮胎的马牌其研究中则指出,在可预见的未来,Hybrid和电动车的市场
占有率将持续增加,其中上升最快的就是48V MHEV车款,预计在2030年会达到2,500万辆
,成长率相当可观,车厂自然不会忽略这颇具潜力的市场,甚至除了现行以逐步采用此类
型复合动力的欧系车厂,亦有日系大厂早摩拳擦掌、蓄势待发,近期比较令人印象深刻的
莫过于由Mazda研发、搭载SPCCI(Spark Controlled Compression Ignition)火星塞控
制压燃点火式汽油引擎技术的Skyactiv-X系列引擎,亦与MHEV系统组队、迎战未来,不过
据悉搭载的锂电池是24V而非48V就是。
总体来说,考虑到一般Hybrid车款的售价仍旧偏高,MHEV能提供消费者一个较易入门浅尝
Hybrid魅力的方案,或许MHEV在降低排放污染与油耗的成效上不如标准Hybrid,但累积起
来对车厂来说也是可观的数量,而电动马达也能在加速上提供消费者想要的迅速反应与力
道,所以既能符合环保规范又能感受内燃机的刺激,和乐而不为呢?
心得/说明:48V看起来就是为了符合欧盟排放法规之下出来的一个过渡产品,个人觉得最
大的功用就是解决待速熄火的一些问题,而且开车的人有多少人会因为真的重环保而选择
高成本的车咧?我个人是很怀疑啦...
*转录新闻/情报,必须附上原文及网址连结及心得或意见30字(不含标点符号)*
作者: joybarbarian (野人)   2020-06-22 18:06:00
马自达又在跟人不一样惹...

Links booklink

Contact Us: admin [ a t ] ucptt.com