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48V轻混的原理和种类,P0-P4共5种,雪佛兰P0级轻混分析

选车侦探 1108浏览 2022-01-08

48V轻混是近几年开始出现的新技术,这种轻度混合动力将车辆在制动时产生的能量回收,存储在48V电池中,然后用于支持发动机并为高性能48V车载电气系统供电,可以将油耗降低10%,同时减少碳排放。48V轻混的原理和种类,P0-P4共5种,雪佛兰P0级轻混分析。

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48V轻混原理和分类

目前全球有450万辆车配备了48V轻混,根据IHS Markit的预测,到2025年,48V轻混车年产量将达到1000万。

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48V轻混的核心是在内燃机的基础上,安装了一个带有逆变器的电机,同时增加了一个小型 48V 电池(0.5 - 1kWh)来为 48V 车载电气系统供电。以及为12V 车载电气系统供电的DC/DC转换器。相比插电式混动复杂且昂贵的高压保护套件和电缆线束,48V轻混由于电压较低可以省略,成本更低后期保养更方便。

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根据电机安装位置的不同,48V轻混分为5种,有P0、P1、P2、P3、P4,其中P0是最简单的设计,传统的 12V 发电机和启动马达被48V集成启动发电一体机取代,可以将制动过程中的动能高效地转换为电能,并存储小电池中,在车辆启动时电机会作为辅助,同时为车载电器提供48V电能。

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P1是将电机安装在发动机与变速箱之间, 这种目前在48V轻混上没有实际应用,更多用在高压轻混上,比P0更复杂昂贵,后期维修成本高。P2和P3电机安置在变速器侧面或驱动轴上,这种设计更加复杂,比如电机要与变速箱同时设计,无法用燃油车直接改装,这种设计仍然要保留启动电机,增加了成本。但另一方面,这种设计摩擦损失最小,在拥堵时甚至可以纯电行驶,走走停停,是未来的发展方向。

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P4是最高效的一种,通过差速器在后桥上集成一台或两台 48V 电机,摩擦损失小,刹车能量回收多,但需要配备更大尺寸的电池,可以真正实现纯电行驶,在实际应用中,这种设计需要较大扭矩的电机,像丰田的E-Four四驱,虽然原理相同,但没有用48V电气系统,目前也在概念阶段。

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雪佛兰48V轻混技术

作为实用型车,雪佛兰的开拓者(参数|询价)48V轻混和探界者(参数|询价)48V轻混都采用了相同的P0结构,也就是新增了48V启动发电一体机,电气系统方面从12V变为12V+48V。传统的 12V 系统继续为所有低压用电设备供电,例如收音机、前照灯或车窗升降器。DC/DC 转换器负责连接两个电气系统。

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而48V系统为用电量较多的系统供电,比如空调压缩机,自动启停或者安全关闭发动机后的电机滑行模式。电池可以存储1度的电能,因此在等红绿灯或者短时间停车时,即使关闭发动机,空调压缩机也可以通过48V电气系统工作,节省燃油,这与奔驰等品牌的48V轻混技术相同。

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当然像奥迪的主动式车轮悬架控制系统,或者电子涡轮增压器等,目前雪佛兰还没有配备,可能会出现在高性能车中。

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雪佛兰48V轻混使用场景

第一启动:这台集成电机由11马力的功率和40Nm的扭矩,可以在启动2.0T发动机时带动曲轴,不喷油的状态下,将转速拉到怠速状态,节省燃油。

第二换挡:由于发动机在换挡时,动力衔接有变化,9AT变速箱通过集成电机辅助,可以带来更平顺的换挡。

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第三电动怠速:一般来说,滑行阶段内燃机不能熄火,如果开着空调,即使停车,就要发动机一直工作,48V系统带来了电动怠速,进一步降低油耗。

第四超车:超车时刻,深踩油门,48V电机自动介入,为发动机带来40Nm的扭矩辅助。

第五刹车动能回收:刹车的能量都是通过摩擦刹车片,通过动能转化热能的方式让车辆停下来,传统车辆的这部分热量无法利用,48V系统则配合动能回收,可以将这部分能量二次利用。

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选车侦探观点:从技术来看,雪佛兰选择了大多数品牌采用,也是后期使用成本低的P0结构48V轻混,相比奔驰等品牌降低发动机排量(比如2.0T到1.5T),再加48V轻混的方式,雪佛兰保留了高功率2.0T发动机,在省油的同时提升了动力输出,探界者48V终端价格在18万内,是一个理性的选择。

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