根据2014年中国工信部发布的《乘用车燃料消耗量评价方法及指标》,到2020年,我国汽车企业的平均油耗需达到的目标为百公里5L,同时国六排放法规也实施在即。在节油和排放的合力推动下,发展节能与新能源汽车成为当今汽车行业的重要趋势,权衡节油效果与成本因素,48V成为当下的首选,相对重混技术,48V成本增加约8000元左右。根据行业预测,到2030年,48V车型占比将达到22%。近两年来,48V微混车型陆续推出,比如自主品牌的JAC瑞风M4 Hyboost车型、GEELY博瑞GE MHEV等。
新一代48V技术:由发动机端转向传动系端
当前阶段市场推出的48V车型主要为第一代48V技术:电机作用在发动机端。通常我们称之为BSG,电机通过皮带与发动机连接,是典型的并联P0构型,主要功能为启停、能量回收、为发动机助力。电机的功率一般在15kW以内,多在10kW左右。而在即将推出的第二代48V技术中,电机将转向传动系端,电机功率亦将提升至25kW左右,构型与当前高压混动并联构型保持一致(P2、P2.5、P3、P4)。
大家所熟知的宝马汽车在技术方面经常担任领头羊的角色,电动车、插电混等动力车型型均有推出,但在48V方面,却迟迟没有产品推出。其实并不是宝马没有规划48V技术,而是宝马希望跨过第一代48V混动技术,与ZF合作直接上马第二代48V混动技术。
宝马首席技术专家认为第一代48V技术对于车辆整体的效率提升相当有限,且没发给车辆提供充足的扭矩。他们能够将第二代48V混动系统的功率提高两倍,而且相较于当前的BSG第一代48V系统,第二代48V车电系统的电机将会整合进变速箱当中,让车辆在蠕行或者低速行驶的环境下完全靠电机来提供动力,进而减少发动机的负担,达到更显著的节能效果。其首款搭载第二代48V技术的车型将于2021年正式推出。
Schaeffler48V P2模块
Schaeffler从2014年就开始研发48V混动模块。在第一代P2模块中,离合器C0和C1、C2分别位于电机两侧,在第二代P2模块中,离合器K0(干式)已经被整合至电机内部。在“2018Schaeffler大中华区技术研讨会”期间,Schaeffler展示了第三代混合动力模块。在新的模块中,整套双离合器被集成到电机的转子中。因此,整个模块结构相当紧凑。
第三代P2模块集成湿式三离合器和驱动电机,双CSC(离合器从动缸)安装在变速箱上。相比第二代产品,进一步缩小轴向安装尺寸,转子和定子通过主动油冷却。
48V P2模块电气系统包括永磁同步电机、离合器、执行结构以及控制元件。永磁同步电机最大输出功率为15kW,可持续20s,连续输出功率为10kW。干式分离离合器扭矩容量为250Nm,湿式分离离合器扭矩容量为300Nm。
Schaeffler48V P3模块
P3模块采用同轴设计,以便充分利用乘客舱下方隧道中有限的径向空。主传动驱动轴通过P3模块引导,这不仅节省了空间,而且便于模块化制造。在发电机模式下,电动液冷电动机的最大性能高达20 kW,输出扭矩60Nm,单级行星齿轮传动比率为3.9,模块的最大输出扭矩为234 Nm。
Schaeffler48V P4模块
Schaeffler48V P4电驱动桥单独布置于后轴上,可补充前轴发动机的扭矩,为车辆提供全轮输出。电驱动轴重量约为40kg。电机输出峰值功率15kW,峰值扭矩80Nm。P4模块采用双速设计,通过EEA在1挡、2挡和空挡之间切换。1挡速比i=15,重点关注低速驱动和能量回收,48V系统电压下,可以在低速下纯电产生高达1200Nm的扭矩输出。当车速达到70km/h以上可选择2挡,2挡速比i=5。二挡主要用于中高速路况。
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