48V动力总成系统为什么成了行业热点

文、图：杨作涛

48V动力总成系统为什么成了行业热点

文、图：杨作涛

在今年4月份的北京车展上，法雷奥曾展示过e4Boost 48V动力总成系统，最近48V动力总成系统突然又成为汽车行业的热点。其实，48V动力总成系统并不是新技术，早在2004年法雷奥在全球首创了汽车起停系统，就为其在48V混合动力系统领域的领导地位奠定了基础，目前该系统已经落户中国并将于2017年实现量产。

什么原因促成48V动力总成系统成为热点

虽然48V动力总成系统早已是成熟技术，然而在中国乃至欧美国家并未被大家所熟知。近年来节能减排法规的日益严格，尤其是中国从2016年1月1日起开始实施第四阶段平均燃油消耗标准，标准规定到2020年乘用车的平均燃油消耗量降至5 L/100 km，对应CO2排放约为120 g/km，并对届时不能满足标准的量产车制定了严格的惩罚措施。此标准一出，各大汽车厂商无不为之苦恼。按照工信部公布的数据，2015年乘用车实际平均油耗为7.97 L/100 km，这个数值距离5 L/100 km的油耗标准差距还很大。

在这个大背景下，如何使量产车满足油耗标准就成为汽车厂商急需解决的问题。目前，全球汽车行业普遍的共识是：在发动机和传动系统技术整合领域，技术改进已经接近极限，只有通过电气化才能解决节能减排的问题。

为什么选择48V动力总成系统

目前车辆普遍使用的是12 V动力系统，此系统可以通过起停功能和制动能量回收实现节能减排，但是功率的限制使它的节能效果受到制约。而48V系统可以更有效地发挥起停功能的作用，而且为汽车上越来越多的电气系统提供支持，例如在发动机起停时使用户体验更舒适，同时最高可降低25%的燃油消耗。另外，将动力系统的电压设置为48V也是很有讲究的。根据欧洲ECE R100法规规定，直流电压60 V和交流电压30 V以下属于安全电压，不会造成人身危险，而48V动力总成系统的最高电压一般在54 V左右，在安全电压的范围之内。

而且，48V动力系统是性价比较高的成熟产品。相对于纯电动与混合动力的解决方案，48V动力系统属于微混系统，其优势在于对传统动力系统的改动不大，能够很快地进行部署。对于国内汽车厂商而言，尽管在政策的推动下会进行电动车和混合动力车的开发，但是这些车辆从开发到量产再推向市场所涉及的关键部件过多，导致周期太长，因此急需48V动力系统这样性价比较高的快速解决方案。

48V动力总成系统的主要部件

法雷奥48V e4Boost 动力总成系统由48V iBSG起发电一体机、48V电子增压器、增强型制动能量回馈系统、DC/DC（直流/直流）转换器和48V电池构成。

（1）iBSG起发电一体机是系统的核心部件之一。它与传统发电机体积相当，安装于发动机前端，通过曲轴皮带传动。由于其同时具备发电机和起动机的功能，便于集成安装，因此这种集成电机将进一步推动传统能源发动机的小型化和轻量化。iBSG可以帮助大多数量产车型实现混合动力系统功能，主要包括：支持起步起停和滑行起停（包括在高速行驶状态下的滑行）；为车辆提供制动能量回收和辅助扭矩；优化汽车变速器的换挡策略，为车辆提供更好的性能和燃油经济性；最高可为车辆提供12 kW的辅助功率，在车辆起步时输出高扭矩，在车辆低速行驶需要加速时为发动机提供补充动力；在不影响驾乘舒适性的前提下，提升车辆燃油经济性。

（2）48V电子增压器，这是系统的核心部件之一。为提高发动机的输出功率，小型化的发动机通常会采用废气驱动的涡轮增压器，但废气涡轮增压器在动力响应方面会出现时滞现象，而法雷奥48V电子增压器可以解决这种。采用磁阻开关技术的电子增压器由电机驱动，可以做到几乎完美的即时响应（250 ms以内）。

48V动力总成系统的工作原理

在车辆起动阶段，iBSG皮带式起发电一体机提供大功率输出，快速带动发动机曲轴，车辆起动非常迅速，并且消除了12 V起停系统的抖动现象，驾乘者几乎感觉不到车辆在起动。在车辆制动时，该系统可以将制动能量回收，同时给48 V电池和12 V电池充电，这是该系统实现高效节油的重要功能。

车辆需要加速时，iBSG系统可以在几毫秒内做出响应，为车辆提供辅助功率；汽车从静止起步时，iBSG系统可以为车辆提供短时低速纯电动行驶所需动力，尤其在跟车的时候，不但具有节油效果，而且消除了发动机不断起停带来的不舒适感。

AD&S：国内汽车厂商对于48V动力总成系统是什么态度？预计48V动力总成系统将达到什么样的市场份额？

法雷奥中国总裁毕诺（Edouard de PIREY）：国内客户对48V动力系统非常感兴趣，他们对节能减排的需求更强烈，急需48V动力系统来满足环保法规的要求，但客户也有一些要求，例如我们对客户需求的响应速度要快，提供的产品成本要低。法雷奥48V动力总成系统将在2017年第一季度实现量产，预计到2020年，法雷奥在中国市场实现的装机量将达到100万台。品，一方面是因为SUV车型油耗的确比较大，另一方面SUV通常也是销量较大的车型，将节油技术应用于批量较大的车型能更好地帮助企业实现整体平均油耗下降的目标。另外SUV车型相对普通车型来说，成本的增加相对不那么敏感，更易于应用新技术。

AD&S：对于油耗偏高的SUV车型的生产厂商，采用48V动力系统的愿望是否会更强一些？

法雷奥汽车电子产品事业部中国区业务发展总监杨华：我们可以根据客户的需求提供不同的解决方案。的确有很多客户希望将48V动力系统应用于他们的SUV产

AD&S：48V动力系统是否需要两块蓄电池？这是否会影响到整车重量？48V系统在技术发展上是否有瓶颈？

法雷奥亚太区动力总成研发经理张雪飞：48V动力系统通常需要两块电池，48 V锂电池和传统的12 V电池。我们可以对12 V电池进行小型化，因为48 V电池可以通过DC/DC转换器对12 V电网补充电能。总体而言，车身重量增加并不明显，在空间布置上也不会有问题。至于技术发展瓶颈，48V动力系统是一套系统的解决方案，它可以进行不同的组合。如果只采用48V iBSG电机，可能没办法一步到位实现4 L/100 km的油耗目标，但是如果进行一定的组合，例如将iBSG与48V电子增压器相结合，发动机功率就会实现很大提升，节油效果就可以达到20%以上。