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車企燃耗積分大限將至 48V系統(tǒng)能否成為“救命稻草”?

聚焦新能源汽車,關(guān)注全行業(yè)動態(tài)

曾經(jīng)一度被“黑科技”環(huán)繞的48V電氣系統(tǒng),如今再次被眾多汽車企業(yè)所熱崇,量產(chǎn)化的趨勢也愈加明顯。

近日,奔馳對外界透露,希望在新款C級車型上搭載48V混動系統(tǒng),預(yù)計將在今年下半年與大家見面;而大眾則是選擇第八代高爾夫作為旗下首款采用48V輕(微)混系統(tǒng)的乘用車,將于2019年上市;菲亞特也準(zhǔn)備在2019年對旗下經(jīng)典車型菲亞特500進(jìn)行換代,并搭載48V輕混系統(tǒng)……

為了應(yīng)對逐年嚴(yán)苛的油耗限值的要求,以及即將到來的積分制度,各大車企均在為達(dá)標(biāo)尋找著妙藥良方。一方面,新能源車型對于拉低企業(yè)平均油耗有著明顯的作用,但與此同時,在油耗方面占據(jù)直接“貢獻(xiàn)”的燃油車型,也同樣需要降低排放,以保持在油耗限值的紅線之內(nèi)。

因此,將傳統(tǒng)的車載12V電氣系統(tǒng)的電壓進(jìn)一步提升,效仿高壓輸電原理的48系統(tǒng),并以此來優(yōu)化基于車輛啟停功能的微混合動力技術(shù),成為了眾多車企眼中的一個不錯且行之有效的辦法。

緣何推廣48V系統(tǒng)?

2013年,歐盟批準(zhǔn)了2020年二氧化碳排放標(biāo)準(zhǔn),要求到2020年新車平均二氧化碳排放水平控制在95克/公里,否則就要接受高額的罰款。在這之后,這項政策與中國當(dāng)下實施的第四階段燃油限值標(biāo)準(zhǔn)、美國限制車型油耗的CAFE標(biāo)準(zhǔn)等,一同成為促使整車廠以及零部件供應(yīng)商探討節(jié)能減排技術(shù)的加速劑。因此,以啟停功能以及BSG(Belt-driven Starter/Generator 皮帶傳動啟動/發(fā)電一體化電機)技術(shù)為核心的微混合動力系統(tǒng),成為業(yè)內(nèi)眾多企業(yè)降低產(chǎn)品油耗的關(guān)鍵技術(shù)。

一般來說,啟停功能是通過在傳統(tǒng)的啟動電機上加裝用以驅(qū)動發(fā)動機的皮帶,實現(xiàn)對發(fā)動機啟動及停止的控制,以此取代怠速,從而降低油耗。從市場的反饋來看,這一功能給搭載12V系統(tǒng)的車型帶來了不錯的節(jié)油表現(xiàn)。

不過,面對逐年嚴(yán)的油耗限定標(biāo)準(zhǔn),不少車企發(fā)現(xiàn)啟停功能的節(jié)能減排能力幾乎達(dá)到瓶頸,尤其是到了2020年,所能帶來油耗降低的效果仍難以滿足要求。因此,企業(yè)不得不在制動能量回收、發(fā)動機熄火滑行等更豐富的節(jié)油手段上下功夫。

然而,要想同時應(yīng)用多種節(jié)油功能,就需要更大功率的電機,但在12V系統(tǒng)中,由于電壓較低,這些技術(shù)并不能得到很好的發(fā)揮。正如高壓輸電的原理一樣,在輸出同等電功率的情況下,電壓越高,電流就越小,線路中所產(chǎn)生的功率損耗就越小。反之,不僅損耗較大,且負(fù)載端得到的功率也難以維持其正常運轉(zhuǎn)。因此,將電壓等級提升至48V的技術(shù)路線便受到了眾多汽車廠商的關(guān)注。

實際上,相比12V系統(tǒng),48V系統(tǒng)所能帶來的是對啟停功能以及微混技術(shù)的改進(jìn)。在該電壓等級下,車內(nèi)傳統(tǒng)的鉛酸蓄電池將會由容量較小的功率型鋰電池來替代,同時用啟動、發(fā)電一體化的BSG電機來取代傳統(tǒng)的啟動電機和發(fā)電機。據(jù)了解,該系統(tǒng)不僅能夠支持啟停系統(tǒng),還能夠在車輛高速航行時對發(fā)動機進(jìn)行熄火,依靠電池組來驅(qū)動電機以維持巡航狀態(tài)。此外,大功率的BSG電機還能實現(xiàn)高效率的制動能量回收,與此同時,在特定的工況下,電機還能為發(fā)動機提供動力輔助,以使得發(fā)動機運行在更高效率的工作區(qū)間內(nèi)。

號稱節(jié)油25% 是噱頭還是機遇?

可以看出,48V系統(tǒng)下的微混功能與那些已經(jīng)深入市場的高壓強混系統(tǒng)頗有相似之處。因此,前者能夠達(dá)到的節(jié)油水平也飽受業(yè)內(nèi)的關(guān)注,從各企業(yè)公布的消息來看,該技術(shù)似乎有著不俗的表現(xiàn)。

例如,大眾此前對外表示,即將推出的48V輕混技術(shù),會降低油耗高達(dá)20%左右;而計劃在今年量產(chǎn)48V輕型混合動力車型的奧迪也是表示,應(yīng)用新的電氣系統(tǒng)可以節(jié)省最高0.7L/100km的油耗;此外,作為零部件供應(yīng)商的大陸,也是在兩年前推出了一套48V輕混系統(tǒng),對外宣稱可以最高實現(xiàn)能效優(yōu)化13%,并在推出第二代產(chǎn)品之后,將NDEC循環(huán)下的節(jié)油效果提升至25%。

暫且不談企業(yè)的宣傳是否存在夸大其詞的成分,但可觀的節(jié)油效果實在是令其頗具“黑科技”的韻味。不過,上海交通大學(xué)教授、汽車節(jié)能研究所所長殷承良卻認(rèn)為,這只是汽車廠商推廣技術(shù)的一種噱頭。

殷承良告訴《新能源汽車新聞》:“汽車要想實現(xiàn)節(jié)油,是要從多方面綜合考慮的,例如,發(fā)動機及變速箱的技術(shù)要改進(jìn)、降低整車的風(fēng)阻系數(shù)、使用低滾動阻力輪胎等?!痹谒磥恚瑑H靠48V系統(tǒng)本身,幾乎是不可能達(dá)到15%,乃至20%、25%的節(jié)油效果。而相比豐田、本田等高壓系統(tǒng)下的混合動力,他也更加青睞后者。

“但也不得不承認(rèn),48V系統(tǒng)對于車輛節(jié)能環(huán)保,還是具有一定的意義。”然而,殷承良也認(rèn)為,這并不足以成為車企實現(xiàn)平均燃耗降低的救命稻草。首先,高壓系統(tǒng)下的混動技術(shù),其節(jié)油效果要遠(yuǎn)比48V系統(tǒng)出色?!捌浯?,這項技術(shù)被人宣稱推廣應(yīng)用的成本較低,但真的如此嗎?”從電池的成本上看,殷承良說道,“雖然高壓混動所需要的電池電壓等級較高,但將小容量的電池串聯(lián)在一起,同樣可以得到較大的電壓值,并不一定需要容量更大、成本更高的電池?!倍鴮τ陔姍C,他同樣認(rèn)為,由于高功率電機已經(jīng)在國內(nèi)具有較長時間的技術(shù)積累,兩種體系下的電機成本也不會相差太多。

此外,殷承良還指出,傳統(tǒng)12V系統(tǒng)的供應(yīng)鏈早已完善了許多年,新系統(tǒng)的推出無疑要面對零部件供應(yīng)商體系的重新布局,在產(chǎn)品的數(shù)量還沒達(dá)到一定規(guī)模時,其綜合成本并不一定如大家預(yù)想中的那樣。反而在新能源汽車的多年推廣經(jīng)驗下,那些基于純電動車型、插電式混合動力車型、強混車型的高壓系統(tǒng)已經(jīng)形成了基本的工業(yè)體系。因此,48V系統(tǒng)要想實現(xiàn)大范圍普及性的推廣,仍然存在顛覆傳統(tǒng)的挑戰(zhàn)。

新技術(shù)或?qū)⒚橄蛉加蛙嚇?biāo)配

實際上,考慮到車內(nèi)電氣設(shè)備難以在短時間內(nèi)完成對較高電壓環(huán)境下的兼容性調(diào)整,為了留給48V系統(tǒng)一定的過渡時間、降低推廣難度,業(yè)內(nèi)普遍的做法并非一步到位令其完全代替12V系統(tǒng)的功能,而是讓二者共存,即在現(xiàn)有12V系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增添一個48V的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

“然而在未來,48V系統(tǒng)很有可能會衍變成車內(nèi)低壓用電系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn),從而替代12V系統(tǒng)的功能,這是一個趨勢?!北本├砉ご髮W(xué)電動車輛國家工程實驗室副主任林程向《新能源汽車新聞》表示。

對此,上海電驅(qū)動股份有限公司總經(jīng)理貢俊表示認(rèn)同,為了應(yīng)對燃油消耗量的限值,48V系統(tǒng)將會成為傳統(tǒng)燃油車的標(biāo)配。他也談道,這一變化并不會給之前電氣系統(tǒng)的改造帶來太多的麻煩。

“除了增加一個48V的BSG裝置,像燈光、音響等電子系統(tǒng)還是會通過DC/DC的轉(zhuǎn)換而繼續(xù)使用12V的系統(tǒng),且供應(yīng)鏈基本不會受到什么影響?!必暱∵M(jìn)一步透露說,和之前的燃油車相比,每套系統(tǒng)的改造成本大約在4000元左右,而高壓強混的話,則需要大約兩萬到三萬元的成本。

林程也補充道,“12V調(diào)整到48V的變化不是很大,且同屬于安全電壓的等級,產(chǎn)品的原理也大同小異,這使得零部件供應(yīng)商在進(jìn)行產(chǎn)品升級時較為容易。雖然供應(yīng)鏈的體系需要改變,但整體的難度不大?!?/p>

如此來看,48V系統(tǒng)的推出雖有不小的挑戰(zhàn),但也同樣被許多人所看好。實際上,筆者從幾位專家的口中了解到,這種以啟停系統(tǒng)為核心的微混技術(shù)只是針對傳統(tǒng)燃油車降低油耗的一種手段,而48V系統(tǒng)的升級迭代同樣如此,若將其對標(biāo)基于高壓系統(tǒng)的純電動、插電式混合動力、強混等技術(shù),似乎有些不恰當(dāng)。

就如林程所言,即便是純電動車型,也有低壓用電的時候。而48V系統(tǒng)則是針對這種低壓用電的需求,以降低低壓用電時的能量損耗,只不過,在純電動汽車內(nèi),低壓系統(tǒng)不會參與動力輸出。然而在燃油車型中,48V系統(tǒng)的作用就十分明顯了。

實際上,節(jié)能、減排的技術(shù)路線遠(yuǎn)不只有一條,至于車企該如何評估決策,是選擇大力發(fā)展新能源,還是以這種所謂的微混合動力來逐漸降低油耗,還是要取決于自身當(dāng)下的發(fā)展,零部件供應(yīng)鏈的完善程度、產(chǎn)品的布局,乃至自身的財力都將成為決策中的關(guān)鍵砝碼。

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