動(dòng)力與油耗可以兼得？

隨著日益嚴(yán)苛的環(huán)保法規(guī)，發(fā)動(dòng)機(jī)小排量化已然是當(dāng)下不爭(zhēng)的發(fā)展趨勢(shì)。雖然小排量化帶來(lái)了更低的排放與相應(yīng)更低的稅費(fèi)，但油耗與動(dòng)力依然是魚與熊掌般難以兼顧的痛點(diǎn)，同時(shí)燃油等傳統(tǒng)能源也無(wú)法持續(xù)發(fā)展。

渦輪增壓器工作狀態(tài)

諸多的因素造成內(nèi)燃機(jī)汽車終將成為歷史，新能源技術(shù)逐漸成為各廠商爭(zhēng)相追逐的對(duì)象。然而受限于成本與技術(shù)發(fā)展，新能源對(duì)于廠家來(lái)說(shuō)依然是長(zhǎng)路漫漫。而隨著各國(guó)政策與法規(guī)臨近，一個(gè)叫“48V混動(dòng)系統(tǒng)”的詞匯開始被大眾認(rèn)知。48V系統(tǒng)已經(jīng)成為當(dāng)下眾多品牌重要的發(fā)展對(duì)象，而奔馳就是其中之一。

48V是趨勢(shì)？

新能源汽車主要分為純電動(dòng)汽車、燃料電池汽車與混合動(dòng)力汽車，而搭載48V輕度混動(dòng)系統(tǒng)的車型則被廣義歸類為后者。說(shuō)到48V輕度混合系統(tǒng)，就得提到它的前身—12V啟停系統(tǒng)。不同的是前者除了可以提供相同的功能外，還能夠解鎖更多“新操作”，最直觀的的就是可以解決諸如12V車型無(wú)法在關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)運(yùn)行空調(diào)、點(diǎn)火啟動(dòng)車輛不平順、空擋時(shí)車輛無(wú)法關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)滑行等實(shí)際問(wèn)題。

隨著行業(yè)的不斷發(fā)展，汽車上搭載的電子設(shè)備愈發(fā)豐富。除了傳統(tǒng)的車燈、空調(diào)、車身穩(wěn)定等系統(tǒng)外，當(dāng)下諸如駕駛輔助系統(tǒng)、多驅(qū)恒溫空調(diào)、座椅按摩等電子設(shè)備也開始普及。因此電氣系統(tǒng)急需要提高電壓從而增大功率的輸出，其中最具代表性的就是空調(diào)系統(tǒng)無(wú)法在車輛熄火后繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。因?yàn)?2V供電有限，空調(diào)壓縮機(jī)的動(dòng)力源來(lái)只能自發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸，而48V則能夠?qū)崿F(xiàn)在發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉狀態(tài)下接管空調(diào)壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。除了電氣系統(tǒng)受益外，48V系統(tǒng)的加入還讓車型具備了發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)滑行、制動(dòng)能量回收、加速助力等功能。

其中加速助力的油電混動(dòng)模式很大程度上彌補(bǔ)了小排量發(fā)動(dòng)機(jī)在起步加速過(guò)程中低扭不足等問(wèn)題，同時(shí)還可以在變速箱換擋時(shí)輔助發(fā)動(dòng)機(jī)匹配轉(zhuǎn)速。另外搭載12V電壓的車型經(jīng)常被詬病的點(diǎn)火不平順問(wèn)題也得以解決，自動(dòng)啟停系統(tǒng)的表現(xiàn)也隨之變得更為出色。此外當(dāng)電壓增大后，還可以配備電子渦輪、主動(dòng)懸架系統(tǒng)等，對(duì)于車輛的動(dòng)態(tài)性能提升有很大幫助。此外這套系統(tǒng)的加入還提升了車輛行駛過(guò)程中的節(jié)能效率，目前搭載48V的車型官方普遍表示能夠降低15%—20%的油耗與排放。

雖然48V輕混系統(tǒng)在動(dòng)力提升與節(jié)能減排兩端都有貢獻(xiàn)，但相比重度混合動(dòng)力、純電動(dòng)等車型的差距還是明顯，那為什么當(dāng)下眾多廠家還要大力發(fā)展與普及這項(xiàng)技術(shù)？因?yàn)榧词辜冸妱?dòng)化是汽車的終極目標(biāo)，但由于續(xù)航、充電、成本等問(wèn)題，無(wú)法在短期內(nèi)大量普及。而48V無(wú)需大幅更改設(shè)計(jì)就可以完成配套，大幅度降低了成本與匹配難度，可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模快速發(fā)展。面對(duì)國(guó)內(nèi)如2020年百公里油耗5L限值等政策，48V系統(tǒng)無(wú)疑是眾多廠家的救命稻草。

奔馳的48V有何亮點(diǎn)？

雖然當(dāng)下推出搭載48V系統(tǒng)量產(chǎn)車的廠商不在少數(shù)，但不同品牌的設(shè)計(jì)思路與匹配程度都不盡相同。其實(shí)早在09年的S400Hybrid車型上就可以看到輕度混動(dòng)的雛形，雖然當(dāng)年并未發(fā)展到48V技術(shù)，但思路卻相仿。這臺(tái)車上的電動(dòng)機(jī)和汽油機(jī)交替工作，同時(shí)在車輛滑行過(guò)程中汽油機(jī)可以停止工作。此外在等紅綠燈時(shí)車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)啟停功能，并依靠車輛內(nèi)的鋰電池提供轉(zhuǎn)向助力以及恒溫空調(diào)等設(shè)備工作時(shí)需要的電力。

09款 奔馳S400Hybrid

奔馳在最新系列發(fā)動(dòng)機(jī)上也采用了類似寶馬B系列發(fā)動(dòng)機(jī)的模塊化設(shè)計(jì)思路，在M256直列6缸發(fā)動(dòng)機(jī)的模塊上衍生了如M264四缸發(fā)動(dòng)機(jī)等產(chǎn)品。隨著M256直列6缸發(fā)動(dòng)機(jī)的回歸，一套被稱為Mild Hybrid的輕度混合動(dòng)力系統(tǒng)誕生，奔馳真正意義上的48V系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了量產(chǎn)。

M256發(fā)動(dòng)機(jī)

這套混動(dòng)功能的啟動(dòng)發(fā)電一體機(jī)的電源由ISG/BSG產(chǎn)生，該電子機(jī)械設(shè)備兼具啟動(dòng)器與交流發(fā)電機(jī)兩大功能。不過(guò)不同車型上電動(dòng)機(jī)的安裝位置不同，如P0指電動(dòng)機(jī)位于發(fā)動(dòng)機(jī)皮帶位置，而P1指電動(dòng)機(jī)位于發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸上。在M256發(fā)動(dòng)機(jī)上這套ISG因采用了同軸布置所以取消了傳統(tǒng)的皮帶設(shè)計(jì)，而M264發(fā)動(dòng)機(jī)上的BSG則采用了成本更低的P0結(jié)構(gòu)所以依然保留了皮帶設(shè)計(jì)。在這套48V系統(tǒng)的加持下，車輛除了可以實(shí)現(xiàn)48V常規(guī)的功能外，不同的發(fā)動(dòng)機(jī)匹配48V系統(tǒng)后還能夠達(dá)成不同的目的。

ISG

在S320和CLS350上，雖然因成本等問(wèn)題讓M264上的BSG電動(dòng)化程度上不如M256上的ISG，但48V系統(tǒng)加入的最大意義能讓這些豪華車型實(shí)現(xiàn)減少缸數(shù)的“任務(wù)”。首先M264 2.0T四缸發(fā)動(dòng)機(jī)配備了雙渦管渦輪增壓器、48V皮帶驅(qū)動(dòng)啟動(dòng)發(fā)電一體機(jī)和48V電子水泵，在48V系統(tǒng)的幫助下，這臺(tái)M264發(fā)動(dòng)機(jī)在2500轉(zhuǎn)以下會(huì)得到電機(jī)的電力輔助，同時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)偏向更為經(jīng)濟(jì)的工作區(qū)間。此外由于發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)需再拖動(dòng)大量的耗能設(shè)備，其怠速轉(zhuǎn)速也會(huì)因此降低。

M264發(fā)動(dòng)機(jī)

而當(dāng)鋰電池電量充足且滿足駕駛狀況時(shí)（如下坡或平緩勻速等），發(fā)動(dòng)機(jī)可斷開與BSG、變速箱的連接并自行熄滅。這相當(dāng)于純電行駛，大大提升了燃油經(jīng)濟(jì)性。而當(dāng)需要發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，BSG又可將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速帶到相應(yīng)的速度，同時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)啟停在工作狀態(tài)下會(huì)更加平穩(wěn)順滑。除此之外，由于48V系統(tǒng)的布置非常靈活，所以奔馳也可以將這臺(tái)M264發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)作為動(dòng)力單元搭載在車型上，在車型的配置布局上會(huì)變得更為豐富。

奔馳CLS

而采用M256發(fā)動(dòng)機(jī)的S500是奔馳旗下首款搭載48V系統(tǒng)的車型，除了可以實(shí)現(xiàn)與M264上48V系統(tǒng)相同的功能外，最大的亮點(diǎn)非無(wú)皮帶化設(shè)計(jì)莫屬。以往的內(nèi)燃機(jī)基本都需要用一根皮帶或鏈條將發(fā)電機(jī)、冷卻水泵以及空調(diào)壓縮機(jī)等輔助運(yùn)轉(zhuǎn)部件與發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸相連，從而在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候帶動(dòng)這些設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)。而48V的加入將這些輔助系統(tǒng)都改為電力驅(qū)動(dòng)，可以實(shí)現(xiàn)在發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉時(shí)用電力驅(qū)動(dòng)空調(diào)。同時(shí)因?yàn)槭∪チ税l(fā)動(dòng)機(jī)前部復(fù)雜的皮帶以及軸承傳動(dòng)系統(tǒng)，也讓直6發(fā)動(dòng)機(jī)相比寶馬B58發(fā)動(dòng)機(jī)在長(zhǎng)度上明顯縮短。

采用無(wú)皮帶化設(shè)計(jì)的M256

此外48V系統(tǒng)使得奔馳M256發(fā)動(dòng)機(jī)在傳統(tǒng)廢氣渦輪增壓器的基礎(chǔ)上，還加裝了一個(gè)電子渦輪增壓器。因?yàn)楫?dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于中低轉(zhuǎn)速時(shí)，往往廢氣壓力不足且廢氣渦輪增壓器進(jìn)氣壓力不夠，而這時(shí)加裝的電子渦輪就可以直接帶動(dòng)渦輪葉片給發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣增壓。這樣一來(lái)增壓效果不受發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速影響，如渦輪遲滯等傳統(tǒng)難題就得到了解決。48V系統(tǒng)讓這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能等同于或者更優(yōu)于更多缸數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能表現(xiàn)，同時(shí)還可使燃油效率提升5%到10%。

博格華納eBooster電子渦輪

當(dāng)下奔馳的這套48V系統(tǒng)除了讓搭載新系列發(fā)動(dòng)機(jī)的產(chǎn)品直接受益外，后續(xù)會(huì)有更多的車型會(huì)因?yàn)?8V系統(tǒng)的存在而變得更為強(qiáng)大，例如在此次巴黎車展上亮相的全新GLE就可以選裝一套基于48V系統(tǒng)打造的E-ACTIVE BODY CONTROL(電子主動(dòng)車身控制)懸架，它的作用可以單獨(dú)的控制每個(gè)車輪上懸架彈簧減振阻尼系數(shù)，以滿足理想的駕乘舒適度和操控靈活性。可以看出，奔馳未來(lái)在這套混動(dòng)系統(tǒng)上會(huì)逐步開發(fā)更多功能。奔馳的48V電機(jī)供應(yīng)商三菱電機(jī)表示，他們將會(huì)繼續(xù)開發(fā)尺寸更小、重量更輕、功率更大的ISG/BSG系統(tǒng)。

作者說(shuō)

除了已經(jīng)進(jìn)入到國(guó)內(nèi)搭載48V系統(tǒng)的奔馳車型外，外媒表示未來(lái)奔馳C級(jí)還將用1.5T四缸發(fā)動(dòng)機(jī)加上48V系統(tǒng)的動(dòng)力組合來(lái)取代現(xiàn)款上的2.0T發(fā)動(dòng)機(jī)。此外在本次的巴黎車展上將亮相的GLE等新車上，48V混動(dòng)系統(tǒng)也是其不小的亮點(diǎn)，所以能看出48V系統(tǒng)對(duì)于奔馳來(lái)說(shuō)已經(jīng)上升了戰(zhàn)略層面了。

全新奔馳GLE

雖然相比廣義混合動(dòng)力技術(shù)，48V混合動(dòng)力在很多國(guó)家和地區(qū)無(wú)法享受福利性政策和補(bǔ)貼。比如在中國(guó)汽車市場(chǎng)中，由于48V混合動(dòng)力系統(tǒng)無(wú)法進(jìn)入新能源目錄，所以無(wú)法享受新能源汽車牌照等優(yōu)惠措施。但對(duì)不少車企來(lái)說(shuō)，面對(duì)日益嚴(yán)苛的排放政策要求以及日系混動(dòng)車帶來(lái)的強(qiáng)大壓力，48V電氣系統(tǒng)在當(dāng)下可以看做是一個(gè)可行的出路。

注：文中圖片來(lái)自網(wǎng)絡(luò)

編輯/陳敏浩

責(zé)編/辜雪