雷诺公司利用48 V系统节能减排

图1 Scenic 和Grand Scenic 是雷诺公司首批上市的48 V 的混合动力轿车

2017年5月，法国雷诺公司首次向汽车消费者提供48 V高电压的柴油发动机混合动力车Scenic和Grand Scenic（见图1），这种轻度混合动力车辆的价格提高了1 400欧元左右。其中
88 kW的1.5 L柴油发动机被法国人称之为“Hybrid Assistent”，显然，发动机已经不再像在传统汽车那样是为车辆提供动力的唯一来源了，该发动机将与48 V系统结合起来，为汽车提供动力。
据雷诺德国股份公司技术规划部经理Damien Scopel先生介绍，在雷诺公司的规划中，电力和柴油共同驱动的混合动力汽车将会持续一段时间，随后雷诺公司也会推出汽油发动机版的混合动力车型。

大陆公司为雷诺公司的混合动力车辆提供皮带传动的电动机，该电动机与发动机曲轴直接连接，48 V电动机的驱动功率为6 kW（瞬时可达10 kW），转矩为60 N·m，经传动比变速后到达皮带传动装置处时，能够实现的最大转矩为150 N·m。48 V高电压电动机的电力源于500 W·h的直流锂离子电池。

在车辆制动和滑行的过程中，电动机起到了发动机的作用，并将产生的电能存储到48 V系统的电池中。这样，驾驶员就可以更早地换挡提速或者在较低的转速下开始加速了。在新欧洲新车循环测试（NFFZ）中，1.5 L柴油发动机的油耗为3.9 L/100 km（相当于100 g/km的CO2排放）。在轻度混合动力车辆中使用时，这款发动机的油耗减少了0.4 L，实际油耗为3.5 L/100 km（相当于91 g/km的CO2排放），减少了20%。

梅赛德斯—奔驰公司的解决方案

戴姆勒公司旗下的梅赛德斯—奔驰公司同样也采用了48 V的高电压技术，他们今年推出的48 V混合动力车就是改进版的奔驰S级轿车，但他们的48 V高电压技术与雷诺公司的有所不同。首先在汽油发动机的高电压应用中，梅赛德斯—奔驰公司就有着不同的电气化解决方案。

据戴姆勒公司动力总成研发项目领导人Oliver Vollrath先生介绍，新型3.0 L直列六缸的M 256型汽油发动机将继续基于48 V技术方案实现电气化。“目前我们只提供48 V高电压技术的这款六缸汽油发动机。该系统采用集成式的起动—发电一体机与发动机曲轴连接，最大输出功率为16 kW，输出转矩为250 N·m。”Oliver Vollrath先生说。

图2 梅赛德斯—奔驰公司在S 级六缸直列发动机轿车首次使用集成式的ISG 永磁同步电动机

如图2所示，与雷诺公司不同，梅赛德斯—奔驰公司使用的是一台永磁同步电动机（ISG），而大陆公司为雷诺公司提供的则是异步电动机（RSG）。梅赛德斯—奔驰公司所用的电池组总容量为950 W·h，明显高于雷诺公司500 W·h的电池。这歀电池是戴姆勒公司的子公司Accumotive公司研发生产的，但Oliver Vollrath先生没有透露电动机供应商的名称。

四缸的M 264型汽油发动机采用皮带传动，发动机的最大功率为12 kW。Vollrath先生介绍说：“这款汽油发动机的功率达到了六缸高排量发动机的功率水平，同时却有着明显低于六缸发动机的油耗。总体看来，在能源回收再利用方面，NEFZ中每公里CO2排放将减少7%～20%，还有像空调、进气过滤器等辅助设备的电气化等，甚至还配备了电力驱动的制冷剂压缩机，这些都是这款新型汽油发动机的显著优点。”顶级发动机中，48 V电力驱动的辅助压缩机保证了“驾驶员感觉不到最小的增压迟滞”。另外，它可控制成本效率和节约燃油从而对节省费用也是非常有益的。
梅赛德斯—奔驰公司在今年生产的奔驰S级轿车中配备48 V高电压技术的新型M 256直列六缸汽油发动机，今后会陆续推出采用高电压技术的其他型号和系列的发动机，包括柴油机。

奥迪公司通过联网进一步优化CO2减排

图3 奥迪公司的48 V 高电压轻度混合动力轿车有着与其Prologue概念车相似的结构

奥迪公司在原先使用汽油发动机和柴油发动机的新型奥迪A8轿车（见图3）中采用48 V高电压的轻度混合动力系统。奥迪公司48 V高电压混合动力项目领导人Oguz Eksi先生说：“在奥迪公司的中期发展规划中，我们也打算在B系列（奥迪A4和Derivate）和C系列（奥迪A6和Derivate）轿车中为用户提供配备48 V轻度混合动力系统的汽油、柴油发动机的多种配置。”

奥迪公司的这一系统也像戴姆勒公司一样，不是提供给汽车消费者的一种选项，而是动力总成系统中不可分割的一个部分。对于皮带传动的电动机来讲，异步电动机能够回收的最大能量为12 kW，经皮带传动比传递的转矩为180 N·m。在日内瓦车展中，奥迪公司展示的Q8运动概念车就配用了两台48V高电压的电动机，这其实也宣告了其未来的发展方向。

奥迪公司通过汽车网络技术进一步优化了CO2减排的问题。起停系统的阈值也提高到了15～25 km/h。在具有“善变”能力的电动机的帮助下，几乎能够毫不延时地起动发动机，从而保证了车辆驾驶员不再是起动了发动机还踩着制动踏板，等着交通指示灯变成绿色。

奥迪公司的混合动力也像宝马公司的S级轿车一样，在时速160 km/h的“滑行”行驶状态也可以一直关闭发动机。安装在车辆前端的摄像头“观察”着道路上前方的车辆的行驶情况是否会干扰车辆的滑行。与其他奥迪车相比较，这辆混合动力的发动机在NEFZ中，CO2排放减少了10%。“六缸汽油发动机在实际驾驶工况下的百公里油耗减少了0.7 L，也就是说，其节油性高达10%以上。”Oguz Eksi先生说。

利用额外付费的节油减排效率助手，车辆可以随时向驾驶员提供可视化的图文说明。基于GPS数据和海拔高度的信息，驾驶员可以根据这些图文信息更加高效地调整在无法预测的弯道、丘陵和交叉路口的驾驶方式。例如在到达山顶之前，利用500 W·h的电池助力登山，通过加载点转移或者滑行消耗电池的电力，而在下山时重新给电池充电。

展望未来

不论是雷诺公司、戴姆勒公司还是奥迪公司，这三家OEM汽车厂商都打出了减少CO2排放的旗帜。尽管内燃机还是汽车的主要动力，然而今后可能都成为“按需使用”的东西了。