輕混48v什么意思 輕混48v是怎么運行的

自從我們國家政府頒布新的國六排放標(biāo)準(zhǔn)以來，混合動力汽車如雨后春筍，從48V輕混動到插電式混動，充斥著新車市場的每一個角落。再說48V吧~~

眾所周知，傳統(tǒng)的內(nèi)燃機車型都是使用12V電池，而48V混光系統(tǒng)使用的是48V電池。48V輕混和其他混合方式的目的是一樣的，為了更好的省油。

在傳統(tǒng)汽車中，牽引動力系統(tǒng)必須能夠在非常寬的功率和速度條件下運行，這通常表示為“扭矩-速度”范圍。混合動力系統(tǒng)的采用使得系統(tǒng)設(shè)計者可以在不同的扭矩轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)自由安排各種動力源，優(yōu)化各系統(tǒng)的性能。電源可以提供非常高的扭矩，在加速汽車時非常有用，但它只能在有限的時間內(nèi)使用。具體需要的時間取決于電池的大小和電機的扭矩輸出。有了這種可以產(chǎn)生動力源的高扭矩，冰的尺寸可以顯著減小。這大大提高了它的燃油效率。然而，添加電源當(dāng)然不是簡單的工程問題，許多汽車系統(tǒng)設(shè)計考慮都需要一種方法。

48V框架

48V架構(gòu)的選擇范圍很廣，而且越來越多。最基本的系統(tǒng)包括一個電池、一個起動發(fā)電機、一個48V到12V的轉(zhuǎn)換器，通常至少有一個48V的負載。因為48V汽車還保留12V電池和多個12V負載，所以目前這些系統(tǒng)可能以雙電壓系統(tǒng)的形式存在。

典型48V輕度混合系統(tǒng)的電氣拓撲

有了這些雙電壓系統(tǒng)，大量新的配置成為可能。因為48V系統(tǒng)基本上可以提供更高的功率水平，所以它將支持更高功率的新外設(shè)，如48V E-Turbo和48V E-Roll穩(wěn)定系統(tǒng)。此外，更高的電源可用性將推動耗電的12V負載遷移到48V總線，以充分利用更高的能效。

最初，雙電壓系統(tǒng)的12V系統(tǒng)側(cè)將保持不變，減去12V交流發(fā)電機。由于沒有12V供電的電源，所以需要一個轉(zhuǎn)換器將48V產(chǎn)生的電力傳輸?shù)?2V側(cè)。雖然轉(zhuǎn)換器需要高能效，但它仍然會對所有12V負載施加損耗懲罰，因為它需要通過轉(zhuǎn)換器獲得功率。在增加的損耗和功率限制之間有一個強烈的動機，這可以將12V外設(shè)移動到48V操作。

這些轉(zhuǎn)換器在設(shè)計上是雙向的，在高需求時可以同時使用兩種電池。雙向轉(zhuǎn)換器可以將任何電池的電力轉(zhuǎn)換成另一種電池，未來可能會存在一段時間。

除了冗余之外，12V啟動器沒有保留的技術(shù)理由，去掉它可能會成為未來的趨勢。如果不再需要，12V電池的尺寸可以顯著減小，甚至完全去除。但這將是一個大膽的舉動，轉(zhuǎn)換器需要非常仔細地設(shè)計。

對于48V系統(tǒng)側(cè)，起動發(fā)電機是主要部件。它負責(zé)汽車的所有發(fā)電和汽車的啟動。它還可以在汽車制動時進行再生能量回收。在這種模式下，機器充當(dāng)發(fā)電機，為動力系統(tǒng)提供負扭矩，降低車速，恢復(fù)電池電量。啟動發(fā)電機有多種配置和功率等級，每種都有非常具體的實施目標(biāo)。

在混合動力領(lǐng)域，簡寫代碼用于確定電機在底盤子系統(tǒng)中的位置。系統(tǒng)通過使用一組Px指示器生成標(biāo)簽，指示電機耦合到電力系統(tǒng)的每個位置。當(dāng)電源插入點通過車輛后部時，指示器(P0到P4)的值將上升。

Px混合系統(tǒng)術(shù)語和示例功率水平

因為BSG的插入點位于發(fā)動機的前端附件傳動(FEAD)，BSG的功率級最小，其中扭矩的傳遞必須通過鋼帶連接。因為它是由鋼齒輪耦合，底盤的其余插入點(P2-P4)具有更高的功率水平。此外，更高功率的機器具有額外的功能，可以為冰提供牽引輔助。這意味著除了冰提供的動力，電力來源還可以提高汽車的加速度。在一些配置中，可以想象，當(dāng)ICE關(guān)閉時，汽車可以僅通過電源啟動。這取決于電機可用的牽引輔助量及其在底盤子系統(tǒng)中的位置。

什么是48V輕度混合動力系統(tǒng)？

8V混動也叫輕度混動。雖然沒有明確的規(guī)范，但在世界汽車行業(yè)，絕大多數(shù)從業(yè)者習(xí)慣將豐田、福特、通用等混合動力技術(shù)稱為“強混合”(也就是我們通常所說的廣義混合動力技術(shù)，以下簡稱廣義混合動力)，僅用12V電壓就能驅(qū)動的自動啟停等技術(shù)稱為“微混合”。

48V混合動力的基本原理與豐田福特等公司的廣義混合動力技術(shù)相同。兩者都是通過電機與內(nèi)燃機并聯(lián)運行，提供額外的驅(qū)動力，具有動能回收的功能。但不同的是，48V混合動力比廣義的混合動力技術(shù)占地更少，重量更輕，成本更低，更容易部署。與12V電壓的微混合動力相比，48V混合動力技術(shù)的節(jié)油效果更好，功能性更強。

要解決這個問題，還得從普通車輛上的12V電壓說起。我們知道，功率=電壓電流。如果要輸出混光所需的10kW~20KW功率，使用12V的話電池輸出電流需要達到1000A，顯然不行。因此，提高電壓就成了最可行的辦法。最后考慮到成本和效果，選擇了48V。

更高的電壓可以驅(qū)動更強大的電器，如電子渦輪、主動懸掛系統(tǒng)、電動助力轉(zhuǎn)向，當(dāng)然還有電機，并把普通燃油車變成輕度混合動力車。雖然只是輕混，但是節(jié)油效果一點都不含糊。燃油車常用的12V自動啟停系統(tǒng)的節(jié)油效果為5%-6%，而48V輕混系統(tǒng)的節(jié)油效果高達14%-17%，油電混合系統(tǒng)的節(jié)油效果通常為17%-21%。從成本上來說，48V輕混系統(tǒng)只有油電混系統(tǒng)的30%，價格便宜充足。用事半功倍來形容48V并不為過。

需要注意的是，48V輕混系統(tǒng)的電機比混動系統(tǒng)的要小，不足以讓汽車在純電動狀態(tài)下加速，仍然需要和發(fā)動機配合使用。

48V光混合系統(tǒng)的電氣架構(gòu)

48V混光系統(tǒng)可以看作是12V啟停系統(tǒng)的升級版，增加了48V儲能電池、48V/12V雙向DCDC轉(zhuǎn)換器、48V BSG混光系統(tǒng)/ISG(汽車發(fā)動機和發(fā)電機一體化)、電動增壓器(可選配置)和電池管理系統(tǒng)。

但是，48V系統(tǒng)并不完全是48V。為了提高系統(tǒng)的兼容性，降低推廣難度，業(yè)界推出的主流方案都是12V 48V，比直接48V更容易實現(xiàn)。也就是說，保留原有的12V系統(tǒng)，將對應(yīng)的48V擴展到12V系統(tǒng)，驅(qū)動負載較重的應(yīng)用。

48V光混合系統(tǒng)的工作原理

將12V系統(tǒng)升級為相應(yīng)的48V系統(tǒng)后，除了自動啟停功能外，還具有發(fā)動機停車滑行、滑行制動能量回收、加速輔助和電動巡航等功能。升級方向是優(yōu)化駕駛體驗，提高節(jié)能效率。對了，電壓升高，還能為車內(nèi)電子設(shè)備提供更多的電力。

在不同的工作模式下，48V混光系統(tǒng)會有不同的表現(xiàn)。

自動啟動/停止：在等待紅綠燈時，在車輛靜止不動的情況下關(guān)閉發(fā)動機，48V大容量電池利用儲存的能量維持車載電氣設(shè)備的正常工作，因此可以快速啟動發(fā)動機

能量回收：能量回收可以將動能轉(zhuǎn)化為電能儲存在電池中。僅能量回收功能就能降低油耗5%-7%左右。

加速輔助：混合動力系統(tǒng)可以減少發(fā)動機的排量。在提速階段，電機的輔助動力可以彌補發(fā)動機動力的不足，在不損失動力的情況下降低排放。

巡航：當(dāng)車輛勻速行駛，電池電量充足時，關(guān)閉發(fā)動機燃油噴射系統(tǒng)，依靠電機維持車輛行駛。電機提供的動力用來抵消發(fā)動機的驅(qū)動阻力和拖曳阻力。在高速巡航階段，BSG/ISG可以在電能充足的情況下，完全分離并關(guān)閉發(fā)動機，僅靠電機保持車輛巡航。當(dāng)你再次踩下油門踏板時，發(fā)動機會快速啟動，平穩(wěn)切入當(dāng)前轉(zhuǎn)速。

滑行：松開油門，車輛處于滑行階段，離合器分離發(fā)動機與傳動系統(tǒng)的機械連接，完全關(guān)閉發(fā)動機，實現(xiàn)更長的行駛距離。相當(dāng)于傳統(tǒng)車輛空擋滑行，只不過傳統(tǒng)車輛空擋滑行后，發(fā)動機轉(zhuǎn)速降至怠速時仍需噴油維持發(fā)動機運轉(zhuǎn)。

48V混光系統(tǒng)有什么優(yōu)缺點？

與12V電力系統(tǒng)和廣義混合動力系統(tǒng)相比，48V系統(tǒng)具有明顯的優(yōu)勢：

更安全：在我們從小學(xué)開始的物理知識中，我們一直認為安全電壓在36V以下。但是在高壓電動車上，這個安全值是不科學(xué)的。一方面，人體電阻的阻值存在很大的個體差異，胖瘦高矮男女老幼的阻值不同。另一方面，人體環(huán)境也會對人體抵抗力產(chǎn)生影響，夏季潮濕時抵抗力會降低，冬季干燥時抵抗力會升高。綜合各種因素，一般認為60V以下的DC電壓和25V以下的交流電壓屬于安全電壓。

成本低：48V混合動力本身的標(biāo)稱電壓在60V以下，即使計入高SOC引起的電壓波動，48V混合動力系統(tǒng)的峰值電壓也不會超過58V，不需要采取額外的電壓保護措施(很多國家規(guī)定電壓超過60V時要安裝保護措施)，成本低于上述“強混合”。

通用性強：48V系統(tǒng)可以兼容越來越多不同的電器設(shè)備，比如車載領(lǐng)域越來越多的娛樂大屏幕和復(fù)雜的中控系統(tǒng)。同時，48V提供了更大容量的電池，可以通過電池為傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車中依靠發(fā)動機的空調(diào)壓縮機、冷卻水泵等設(shè)備加載。這樣既能有效降低發(fā)動機的負荷，又能在發(fā)動機熄火時使用這些大功率設(shè)備。

節(jié)能減排：借助BSG技術(shù)和ISG技術(shù)，48V混動系統(tǒng)可以進一步縮小發(fā)動機體積，從而減少排放。同時，用電渦輪代替機械渦輪可以進一步提高發(fā)動機的效率。48V混合動力系統(tǒng)可以實現(xiàn)滑行啟停、動能回收、輔助加速等功能，有效避免不必要的油耗。與廣義的混合動力汽車相比，48V混合動力系統(tǒng)只需要30%的成本，就可以達到70%左右的效果。從性價比來說還是挺劃算的。

同樣，與優(yōu)點相比，它的缺點也非常明顯：

1.48V的電壓比12V的電壓更容易產(chǎn)生電弧。如果長時間熱插拔，可能會影響電子設(shè)備的壽命。

2.即使成本遠低于混動系統(tǒng)，但48V混動系統(tǒng)帶來的車載設(shè)備的全面更新，依然會影響最終車輛的終端價格。

相對于廣義的混合動力技術(shù)，48V混合動力在很多國家和地區(qū)并不被視為“混合動力技術(shù)”，因此不能享受福利政策和補貼。比如中國的汽車市場，由于48V混動系統(tǒng)無法進入新能源目錄，自然無法享受新能源汽車牌照等優(yōu)惠措施。這也導(dǎo)致了這種技術(shù)只是安裝在一些中高端豪華車型上來降低一定的油耗，比如奧迪A8L（查成交價|參配|優(yōu)惠政策）和奔馳S級（查成交價|參配|優(yōu)惠政策），而在中低端車型上由于成本的增加并不能得到太多消費者的認可。

或許對于這些廠商來說，48V只是暫時解決排放問題的“絕招”，最終還是要靠廣義的混動和純電動進入新能源市場。

隨便舉個例子說說，吉利博瑞（查成交價|參配|優(yōu)惠政策）GEMHEV。這套吉利自主研發(fā)的MHEV系統(tǒng)，具有發(fā)動機啟停、智能啟停、智能導(dǎo)航、智能充電、智能制動能量回收等功能，可以覆蓋車輛的整個行駛過程。啟動瞬間，48V BSG電機帶動發(fā)動機啟動，響應(yīng)時間僅為0.3秒，抖動和噪音明顯改善。加速時電機和發(fā)動機同時工作，強勁的動力可以讓加速更快；勻速行駛時，發(fā)動機可以智能啟停，回收多余能量；輕踩油門時，可高速啟動發(fā)動機，實現(xiàn)無縫動力連接；制動時，電機快速抑制發(fā)動機轉(zhuǎn)速，發(fā)動機不噴油，同時回收制動能量；特別值得一提的是，這套48V BSG輕混系統(tǒng)的節(jié)油率高達15%，處于世界領(lǐng)先水平。

48V光混合擴展

BSG混合動力系統(tǒng)

BSG(Belt-Driven Starter Generator)代表兩軸并聯(lián)低度混合動力：發(fā)動機和電動機采用皮帶傳動方式進行動力傳輸，發(fā)動機是整車的驅(qū)動動力源，利用電動機系統(tǒng)實現(xiàn)發(fā)動機的快速啟動。

ISG混合動力系統(tǒng)

ISG(Integrated Starter Generator)代表單軸并聯(lián)中度混合動力：通過發(fā)動機和電動機扭矩的疊加來混合動力，發(fā)動機與電動機和變速器并聯(lián)。根據(jù)不同的行駛工況，發(fā)動機的扭矩和電機的扭矩在變速器前以各種形式復(fù)合，達到最佳的行駛效率。發(fā)動機是整車的主要動力源，電機系統(tǒng)起輔助作用。

總結(jié)：

各大車廠最清楚自己不約而同的選擇了48V，可見它有很多不可抗拒的優(yōu)勢。在低成本的情況下，節(jié)能減排滿足嚴格的政策是48V最大的能力。因此，48V混合動力系統(tǒng)被認為具有良好的發(fā)展前景。隨著電池技術(shù)的發(fā)展和動力系統(tǒng)的優(yōu)化，未來的48V混動系統(tǒng)可能會并入廣義混動系統(tǒng)，成為入門級車型上配備的低端混動配置。

正是在這個領(lǐng)域，中國品牌供應(yīng)商的技術(shù)和質(zhì)量是最好的，所以他們搶占了大量的市場。但48v輕混只是過渡階段的選擇，因為整個汽車市場都在新能源的掌中。