在今年的德國漢諾威 IAA 商用車展（9 月 19 日至 27 日，13 號展廳 C30 展位）上，輝門動力總成將推出全新中重型車輛電氣化戰(zhàn)略。公司正在展示一種經(jīng)濟(jì)有效、完全可擴(kuò)展的模塊化方法，該方法由能源利用技術(shù)團(tuán)隊開發(fā)，可針對每個商用車細(xì)分市場和應(yīng)用的獨(dú)特需求進(jìn)行優(yōu)化。該技術(shù)系列可以單獨(dú)定制和集成，能夠滿足發(fā)動機(jī)制造商的特定需求，并以經(jīng)濟(jì)的成本實現(xiàn)其排放和效率目標(biāo)。

德國漢諾威 IAA商用車展輝門動力總成展位

“如何通過收集商用車制動過程中損失的車輛動能和廢氣能量來改善其燃油經(jīng)濟(jì)性和二氧化碳排放，這是激勵著我們輝門人的關(guān)鍵問題之一。我們的解決方案必須包括如何高效地儲存回收的能量并將之轉(zhuǎn)化為有用功。”

——輝門動力總成首席技術(shù)官

Gian Maria Olivetti

“電氣化可以給出一個富有吸引力的答案，但對于中重型商用車來說，要實現(xiàn)這一目標(biāo)，最高效的方式與乘用車迥然不同，因此嘗試采用著重牽引的技術(shù)可能會導(dǎo)致解決方案差強(qiáng)人意。”

——Federal-Mogul Controlled Power Ltd. 

總經(jīng)理 Nick Pascoe

柴油發(fā)動機(jī)在穩(wěn)定工況下極為高效，但瞬態(tài)工況下（扭矩輸出變化時）效率則低很多。輝門工程師并未嘗試用牽引電機(jī)替換或協(xié)助內(nèi)燃機(jī)，而是在穩(wěn)態(tài)工況以及特別是在苛刻的瞬態(tài)工況下，通過電氣化來進(jìn)一步提高內(nèi)燃機(jī)的效率以改善燃油經(jīng)濟(jì)性和排放。

輝門動力總成展臺上的CPT產(chǎn)品

在新方法中，以 Nick Pascoe 為中心的工程團(tuán)隊用嚴(yán)格控制的廢氣驅(qū)動發(fā)電機(jī)所產(chǎn)生的電能，補(bǔ)充通過安裝在發(fā)動機(jī)或傳動系統(tǒng)上的發(fā)電機(jī)回收的動能。然后，能量通過驅(qū)動發(fā)動機(jī)/傳動系統(tǒng)的電機(jī)或通過電動增壓回收。

試驗結(jié)果

獨(dú)立試驗表明，應(yīng)用于發(fā)動機(jī)或傳動系統(tǒng)的 12 kW 小型高響應(yīng)輝門電動發(fā)電機(jī)可在車輛減速時回收能量，并在加速時增加發(fā)動機(jī)的扭矩，在大型巴士上可節(jié)省高達(dá) 8% 的燃油。這款機(jī)器具有緊湊的尺寸、完全集成的電子設(shè)備和高效的熱管理，結(jié)合日益標(biāo)準(zhǔn)化的控制協(xié)議及多種設(shè)計和仿真工具，使得電動發(fā)電機(jī)的集成快速高效，即使在現(xiàn)有的動力總成設(shè)計上也是如此。

通過空氣回路系統(tǒng)的電氣化，輝門工程師正在發(fā)現(xiàn)更多的浪費(fèi)能量的回收機(jī)會。對于以廢氣形式離開發(fā)動機(jī)的能量，雖然渦輪增壓能夠回收約 20-30%，但是還有更多的能量可以被捕獲和回收。“簡單經(jīng)濟(jì)的廢氣能量回收需要一個控制系統(tǒng)，避免在能量回收過程中損害發(fā)動機(jī)的性能或損壞發(fā)電機(jī)本身或后處理系統(tǒng)，”Pascoe 補(bǔ)充道。

助力現(xiàn)有系統(tǒng)提高性能

理想狀況下，從車輛動能或廢氣中回收的車載電能可用于電動增壓來改善氣流的動態(tài)響應(yīng)。通過減少泵氣損失以及改進(jìn)加油和重新優(yōu)化換檔策略，可以使發(fā)動機(jī)小型化、改善排放并提高多達(dá) 5% 的燃油經(jīng)濟(jì)性。

“在瞬態(tài)工況的前幾十秒內(nèi)，燃燒系統(tǒng)受到的挑戰(zhàn)最為嚴(yán)峻，產(chǎn)生的NOx和顆粒物等有毒排放物也最為嚴(yán)重，”Pascoe 解釋道。“最新的燃油系統(tǒng)響應(yīng)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于氣流，因此，通過實施我們的戰(zhàn)略，這些高性能車輛技術(shù)的現(xiàn)有投資將能夠獲得更多收益。通過加快空氣供應(yīng)以匹配燃油系統(tǒng)的響應(yīng)，我們可以更好地控制空燃比，從而提高燃油經(jīng)濟(jì)性和排放性能。”

嚴(yán)格的高速控制空燃比對于避免對基本發(fā)動機(jī)性能產(chǎn)生不利影響以及控制廢氣的溫度和化學(xué)成分也是至關(guān)重要的。

空氣回路電氣化方法的關(guān)鍵要素是 TIGERS®（渦輪發(fā)電機(jī)集成氣體能量回收系統(tǒng)）和 COBRA（用于快速響應(yīng)應(yīng)用的受控增壓器）。

TIGERS 結(jié)合廢氣驅(qū)動渦輪和液冷式開關(guān)磁阻 (SR) 發(fā)電機(jī)，開發(fā)出了可靠且技術(shù)成熟的系統(tǒng)，可將廢氣能量無縫轉(zhuǎn)換為電能。

TIGERS®

COBRA

COBRA 液冷式電動增壓器為發(fā)動機(jī)“按需”供氣，由于其低轉(zhuǎn)子慣量和出色的熱管理，能夠適應(yīng)最苛刻的驅(qū)動和運(yùn)行周期。

當(dāng)與公司的 CPT SpeedTorq® 高響應(yīng)電動輔助電機(jī)/發(fā)電機(jī)技術(shù)相結(jié)合時，該組合提供了模塊化的方法，因此可針對各種車輛重量和應(yīng)用選擇最佳解決方案。

CPT SpeedTorq® 

Pascoe 指出，快速捕獲大量能量，然后快速將其返回到傳動系統(tǒng)，而不進(jìn)行能量的長期存儲來用于車輛行駛，這意味著更小、更實惠的能量儲存解決方案（包括輕量型超級電容器）非常適合輝門戰(zhàn)略。CPT SpeedTorq、TIGERS 和 COBRA 均可采用 12 伏、24 伏或 48 伏，因此，電氣系統(tǒng)比高壓混動更小、更輕、更實惠。他還強(qiáng)調(diào)了新方法的模塊化特性，提供優(yōu)化解決方案所需的靈活性。

超越商用車的耐久性目標(biāo)

輝門動力總成擁有數(shù)十年的專業(yè)經(jīng)驗，專為卡車、公共汽車、非公路用車等各類重型車輛制造商設(shè)計和制造發(fā)動機(jī)部件，其中這些部件屢獲殊榮。這些豐富的行業(yè)知識與材料和試驗方面的專業(yè)經(jīng)驗相結(jié)合，將確保全新動力總成電氣化產(chǎn)品滿足要求苛刻的商用車行業(yè)規(guī)定的超高耐久性標(biāo)準(zhǔn)。