48V混合动力系统对车辆节能原理分析

张谢源

摘要：随着汽车电动化发展和为了满足《乘用车燃料消耗量限值》要求并解决目前的节能瓶颈。48V系统在欧洲厂家和国内自主品牌被广泛采用。48V混动技术因其成本和技术相对容易达到而被采用。对48V混动系统进行分析，以尽可能的分析其节油效果和社会经济效益。

关键词：电池;48V系统;节油

当前，能源和环境挑战日益严峻，新一轮科技变革和产业革命蓬勃兴起，新材料、新一代信息技术、人工智能等新兴技术与汽车产业持续融合，汽车加速向电动化和智能化方向发展。电动化并不是老百姓所理解的将燃油车变成了纯电汽车，而是指将汽车的工作部件逐渐电动化和智能化。举例来说在老式车辆上的节气门是踩踏油门踏板拉线控制、方向机助力是液压模式、刹车踏板是直接通过真空助力泵后与刹车总泵进行连接。而目前的技术是将这些都电动化后节气门是由电磁阀控制、方向机变为电子助力、刹车踏板也只是采集信号将它转变后通过ECU进行计算后进行推动刹车泵进行刹车。电动化的趋势已经不可避免的因为政策、技术的发展和消费者的需要走上了历史的舞台。

同时根据工信部发布的《乘用车燃料消耗量限值》和《乘用车燃料消耗量评价方法及指标》修订版，为了达到2020年乘用车平均燃料消耗量5L/100km的整体目标，我国将从2016年1月1日起正式实施第四阶段燃油消耗标准，从2016年到2020年当年生产乘用车设立的平均油耗目标分别为百公里6.7升、6.4升、6升、5.5升和5升。第四阶段的燃油限值标准沿用了第三阶段采用的评价体系，并加严企业平均目标值要求。

在《乘用车燃料消耗量限值》的要求下，在第三阶段车企中的燃油车型不可避免的要进行，降低排量和涡轮增压化。当前第四阶段已经到来，为了进一步降低传统燃油车的油耗，48V系统也就应运而生被大量配置在汽车上，不同于日企走的重混路线，德国车企和本土车企都选用了单车成本较重混较低的48V系统。

简单的说48V是一种低成本的节油技术方案，用能量小于一度电的功率型锂离子代替传统铅酸电池。用BSG（Belt Starter Generator）皮带驱动电机代替传统的启动电机和发电机。也是自动启停后续和发展到重混的过渡方案

车内电动化后，用电设备的增加使得12V显得力不从心。48V轻混系统由电机、动力电池组（锂电池为主）以及电压控制器（DC-DC转换器）这三大件组成。增加了一套48V的混动系统，即同时搭载了48V锂离子电池和12V传动启动电池。其中，12V网路，用来处理常规负载，如点火、照明、娱乐系统等;48V网路，则用来支持空调压缩机和制动能量回收等。所以，对比传统的12V启停技术，48V轻混拥有有更强大的启停、能量回收、加速助力等功能，极大的提升了消费者的使用体验。

从成本和节油效率来看，对比12V自动启停系统，成本虽然高了一倍，但是节约却能提高3倍多，同时12V自动启停消费者普遍反应是政策产物，实际使用效果并不好，如停机后空调停机，拥堵路段使用效果不佳。而48V是启发一体电机，传统汽车起动机和发电机是分开的。

同时内燃机工作都有一个经济区间，在此区间内，热效率高，工作相对更节能。

这是最基本也最主要的两项发动机参数，决定了引擎输出功率。功率=转速×扭矩，这也是为什么内燃机车在低速拥堵路段和起步时中耗油高的原因，而48V系统有了更大容量的蓄电池、更大功率的电机，所以比起一般的启停系统能实现更多功能。譬如车辆起步、短暂停车的时候，带48V系统的动力总成可以采用纯电驱动，从而避开燃油车起步时的非经济区间。刹车、滑行的时候，还可以通过发动机制动回收一部分动能，减少过程中的能量耗散。再降低能量耗散的同时还能通过动能回收利用电机反转充电的同时减少刹车片的磨损。并且48V系统，可以避免12V自动启停的尴尬，在拥堵停车和等红灯时给电动空调压缩机供能，避免空调一并停机。

总结：

3.也許现有48V并不能够完全解决燃料能源问题，但是它的出现至少是解决了自动启停比较粗暴，和自动启停比较难实现车辆在车辆运行过程中频繁停启动和车内乘员不太好的乘坐体验，

4.同时也能做到从常规汽油车无法做到的熄火滑行。常规熄火滑行时造成危险。

5.耐用性上，48V电池技术也做到了优良的充放电效率，循环工作时间在400周以上。

6.并尽可能不改变汽油车基本结构占用机舱空间小。

7.单车成本较低，只需5000元，就能节油20%，并且能有效改善怠速抖动、提升起步速度和效率。

参考文献

【1】中国汽车技术研究中心.中国新能源汽车产业发展报告[M].社会科学文献出版社，2019.248

【2】车庸.48V轻混系统未来能否成为主流[EB/OL].www.autohome.com.cn/news/201905/936588.html，2019-5-31