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奔馳S級48V輕混技術(shù)詳解

2019-09-07 22:40:23·  來源：愛卡汽車  作者：蘇玉陽  
　
世界能源的逐漸枯竭和地球生態(tài)的持續(xù)惡劣，是如今亟待解決的全球性重大問題。汽車作為我們出行必不可少的交通工具，其排放與能源消耗量也最受矚目。當(dāng)前，各國車
世界能源的逐漸枯竭和地球生態(tài)的持續(xù)惡劣，是如今亟待解決的全球性重大問題。汽車作為我們出行必不可少的交通工具，其排放與能源消耗量也最受矚目。當(dāng)前，各國車輛環(huán)保及油耗法規(guī)日趨嚴(yán)苛，這就要求汽車產(chǎn)品必須不斷降低油耗水平。在此背景下，48V輕度混合動(dòng)力系統(tǒng)作為一種有效而又直接的節(jié)油技術(shù)，從研發(fā)與誕生，每一步都備受矚目。而如今，48V輕度混合動(dòng)力系統(tǒng)成為各大車企爭相追捧的“時(shí)代寵兒”。
◆48V輕混技術(shù)是什么？
 
2011年，大眾、寶馬、奔馳、保時(shí)捷、奧迪五大德國汽車制造商宣布聯(lián)合開發(fā)48V汽車電氣系統(tǒng)（有別于以往的12V汽車電氣系統(tǒng)），主要應(yīng)用于輕度混合動(dòng)力車輛，這一聯(lián)合研發(fā)的動(dòng)作表明，48V輕混系統(tǒng)已逐漸成為車企的節(jié)能技術(shù)選項(xiàng)之一。
 
◆在奔馳的哪款車型上可以體驗(yàn)到48V？
M256是自1999年M104停產(chǎn)以來首次生產(chǎn)的梅賽德斯L6發(fā)動(dòng)機(jī)。今年7月上市的奔馳新款S級（S-Class）車型采用的就是這款代號(hào)為M256的全新發(fā)動(dòng)機(jī)（改款六缸直列式柴油和汽油發(fā)動(dòng)機(jī)及全新的V8雙渦輪增壓汽油發(fā)動(dòng)機(jī)）及一系列全新的動(dòng)力總成電氣化技術(shù)，涉及：48V系統(tǒng)（搭載于S450和S500車型）及可提供輕型混動(dòng)功能的啟動(dòng)發(fā)電一體機(jī)（Integrated Starter Generator，IGS）、電動(dòng)增壓壓縮機(jī)及升級版插電式混動(dòng)車型。
 
奔馳S500L成為入華銷售的奔馳第一款搭載48V輕混技術(shù)的轎車，對于奔馳自身而言，S500L搭載的L6發(fā)動(dòng)機(jī)搭配48V技術(shù)也同樣具有里程碑式的意義。
◆48V輕混系統(tǒng)概況及技術(shù)簡介
48V系統(tǒng)旨在建立第三種車載電源系統(tǒng)（on-board power network），其填補(bǔ)了近10年來12V系統(tǒng)與電動(dòng)車所需的高壓系統(tǒng)間的空白，后者被用于實(shí)現(xiàn)必要的特殊安全防護(hù)措施，因此只能被用于極少數(shù)的部件，且僅限于駕駛功能。隨著電源要求的提升，傳統(tǒng)的12V電源系統(tǒng)將導(dǎo)致電流強(qiáng)度（current levels）持續(xù)上升，因此需要48V系統(tǒng)提供輔助。

◆48V系統(tǒng)和ISG的功能及組件：
除了我們所了解的，48V電氣系統(tǒng)包含的電動(dòng)機(jī)、48V鋰電池、直流/交流轉(zhuǎn)換器以及電池總成控制單元外，想讓48V電氣系統(tǒng)真正達(dá)到節(jié)省燃油的目的，還需要以下部件和技術(shù)。其中幾個(gè)重要的部件包含：
動(dòng)能回收（Recuperation）：當(dāng)減速時(shí)，將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能，并為電池充電。
滑行模式（Gliding mode）：當(dāng)行駛狀況及電池充電量等條件允許時(shí)，總成中的內(nèi)燃機(jī)將開始減速直至關(guān)斷，使車輛能夠自由地進(jìn)行慣性滑行。
進(jìn)階啟停技術(shù)：當(dāng)車輛即將停下來時(shí)，盡管發(fā)動(dòng)機(jī)已停車，但車輛仍可移動(dòng)，從而達(dá)到省油的目的。
可變負(fù)載點(diǎn)（load point）：可調(diào)節(jié)啟動(dòng)發(fā)電機(jī)的電動(dòng)扭力器，使內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的負(fù)載點(diǎn)達(dá)到能效最大值。
電輔助壓縮機(jī)（Electric auxiliary compressor）：當(dāng)需要額外動(dòng)力時(shí)，該部件可確保對進(jìn)氣的瞬時(shí)壓縮，渦輪增壓器隨即作出響應(yīng)（主要用處是用來減弱渦輪遲滯現(xiàn)象）。
怠速控制器（Idling rpm control）：為提升能效及舒適度，可借助點(diǎn)電機(jī)實(shí)現(xiàn)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的怠速控制。
圖為奔馳ISG一體式發(fā)電機(jī)，位于變速箱與發(fā)動(dòng)機(jī)之間，通過行車電腦控制，不僅替代了發(fā)動(dòng)機(jī)，還可實(shí)現(xiàn)多種功能于一身。
48V電氣系統(tǒng)最值得一提的一點(diǎn)就是，取消了傳統(tǒng)的起動(dòng)機(jī)，并將ISG一體式的發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)布置在變速箱與發(fā)動(dòng)機(jī)之間。ISG一體式發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)可以單獨(dú)驅(qū)動(dòng)車輛以低速行駛，并可以在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的同時(shí)參與輸出。據(jù)官方數(shù)據(jù)稱：瞬間可增加10-15kW的輸出功率，其最大功率可以達(dá)到16kW，扭矩也可達(dá)到250Nm。同時(shí)動(dòng)能回收可將80%減速能量轉(zhuǎn)化為電能為電池充電。
奔馳ISG一體式發(fā)電機(jī)，擔(dān)負(fù)著整車啟動(dòng)、低速驅(qū)動(dòng)、發(fā)電和動(dòng)能回收的任務(wù)。
 
◆48V輕混系統(tǒng)工作流程：
正如以上我們列舉的48V電氣系統(tǒng)綜合組件的介紹，整套輕混系統(tǒng)除了根據(jù)一定的電腦邏輯進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)外，也會(huì)進(jìn)行智能的特殊情況處理。該操作視具體情況而定，需要視最新的駕駛情況、雷達(dá)傳感器傳輸?shù)男畔⒓捌渌囕v數(shù)據(jù)而定，避免車輛在2s內(nèi)驟停。因?yàn)檐囕v的驟停不僅無法實(shí)現(xiàn)省油的目的，還會(huì)提升車輛的油耗。
車輛驟停通常發(fā)生以下幾種情境中：發(fā)動(dòng)后遭遇交通燈變燈、停車、在擁堵的道路上行駛。當(dāng)駕駛松開制動(dòng)踏板時(shí)，車輛會(huì)向前開，發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)將受電控系統(tǒng)的限制。該情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)不運(yùn)行，適用于擁堵路段的車輛行駛，整個(gè)短暫的過程不會(huì)產(chǎn)生油耗。不僅如此，駕駛員還能如以往一般地對車輛行駛進(jìn)行全方位的控制，只有當(dāng)駕駛員踩下油門后，發(fā)動(dòng)機(jī)才會(huì)啟動(dòng)。
 
◆S級中的48V系統(tǒng)：
奔馳S級所搭載的48V輕混系統(tǒng)為單獨(dú)的電控智能系統(tǒng)，所以必須配備單獨(dú)的電池組為其供電。位于車輛尾部的1kWh容量電池組，為ISG一體式發(fā)電機(jī)及電動(dòng)機(jī)提供能量。并可同時(shí)驅(qū)動(dòng)空調(diào)壓縮機(jī)、電動(dòng)水泵以及電動(dòng)渦輪增壓器。所以說，不要小看僅僅1kWh的電力，卻可以在減少油耗的同時(shí)，為駕乘者帶來不間斷供應(yīng)的空調(diào)，從而提升了一定的舒適性。 
 
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