车用电源从6伏升级到12伏已经过去60多年了,随着车载电器设备越来越多,现有12伏蓄电池的电量满足现有用电需求已经显得有所乏力,若再加上未来将要实现的自动驾驶、节油减耗等,传统蓄电池自然是不够的,这就需要另外增加一种高电压储电系统来分担蓄电池的工作压力。
车用电压系统典型产品线 |
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电压 |
能量 |
输出功率 |
配方 |
用途 |
应用场景 |
12V |
≈0.6kWh |
≈5kW |
铅酸 |
小功率供电 |
业界通用 |
24V |
≈1.2kWh |
≈10kW |
铅酸 |
大功率供电 |
基本停用 |
36V |
≈1.2kWh |
≈15kW |
锂离子 |
大功率供电 |
基本停用 |
42V |
≈1.5kWh |
≈20kW |
锂离子 |
大功率供电 |
基本停用 |
48V |
≈1.5kWh |
≈20kW |
锂离子 |
MHEV轻混系统大功率供电 |
业界通用 |
90V |
≈0.5kWh |
≈10kW |
锂离子 |
MHEV轻混系统大功率供电 |
通用集团 |
48V电压系统如何协助节油?
48V电压系统的优点:
1、低于60V安全电压,不需要采取额外的电压防护,相对高压混动系统,成本更低;
2、相对于12V系统,相同功率下工作电流只有1/4,损耗只有12V系统的1/16;
3、由于BSG/ISG的电功率辅助,可以进一步缩小发动机的体积,进而降低排放;
4、可以将传统发动机上的高负载附件电动化,比如空调压缩机、冷却水泵、真空泵等,降低发动机的负载,即使在发动机关闭的情况下,这些设备也能工作;
5、将车载电器工作电压提升到48V,可以进一步降低损耗,同时可以降低线束外径;
6、可以支持更大功率的车载设备。
7、可以涡轮电动化,进一步提高发动机的效率,并且不会有涡轮增压器延迟现象;
8、BSG/ISG点火时间更短,更低噪音和更小震动。
9、48V Belt Starter Generator(BSG)容易替代原有的12V Belt Starter Generator,无需大幅更改设计即可配套。
48V电压系统的缺点:
1、电压的升高,电磁兼容要求会更高;
2、48V电压下会存在电弧,是风险隐患,需要处理;
3、原来的12V车载设备迁移到48V需要重新开发以及测试,代价巨大并且周期长:48V比12Vstart-stop系统成本高,节能效果不如高压混动系统。
48V轻混系统工作模式:
1、自动启停(START/STOP):等红绿灯,车辆静止状态下,发动机处于关闭状态,48V大容量电池利用存储的能量维持车载电气的正常运行,发动机可以随时快速启动。
2、能量回收(RECUPERATION):能量回收可以将动能转化为电能,并存储到电池中。仅能量回收功能就可以降低大约7%的油耗。
3、动力辅助(BOOST):混动系统可以减小发动机的排量,在提速阶段,电机的辅助动力能弥补发动机动力的不足,实现不损失动力的情况下降低排放。
4、航行(SAILING/ACTIVE ENGINE-OFF COASTING):在车辆恒速运行,并且电池电量充足的情况下,关闭发动机喷油系统,依靠电机来维持车辆运行。电机提供的动力用来抵消行驶阻力以及发动机的拖拽阻力。位于P2位置的BSG/ISG在高速巡航阶段,电能充足的情况下,可以彻底分离且关闭发动机,仅靠电机保持车辆巡航。当再次踩下油门踏板,发动机会迅速启动,平滑切入到当前车速。
5、滑行(COASTING):在松开油门,车辆处于滑行阶段,离合器分离发动机和传动系统的机械连接,彻底关闭发动机,实现更长的行驶距离。相当于传统车辆空档滑行,只不过传统车辆在切换到空档滑行之后,发动机转速在降到怠速时依然需要喷油来维持发动机的运行。
注:文章中引用数据和图片来源网络
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