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配置了48伏輕混動力系統

生活 更新时间:2025-09-07 08:45:22

回憶朝鮮戰場上無數死去的美軍士兵時,梅毒司令麥克阿瑟說:“開始的時候,我們以為我們什麼都知道;但後來發現,事實是我們什麼都不知道。”

這像極了今天新能源汽車市場上那些持币待購但又滿心彷徨的消費者。


輿論說我們正處于21世紀最大的能源危機中;汽車污染在一步步毀滅着人類賴以生存的家園;于是各大主機廠紛紛拿出各種混合式新能源技術 -- 甚至是純電動汽車,以試圖堵住那些輿論家們的嘴。

在技術的催生下,大量諸如串/并聯式混動、重混、輕混、增程混乃至純電車型紛至沓來,猶如亂花般迷了人們的眼還勾引着你的錢包,伴随着各大主機廠未來5~10年内停止内燃機業務的迷霧消息,一個關于新能源的霾逐步籠罩着中國汽車消費市場。

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内燃機之锺:地球到底被什麼污染了 ?

混動技術的出現确實能夠解決部分環保訴求,但更多的更現實的,還是為了應對日益嚴苛的排放标準以及咖啡法則。至于近幾年輿論者一再強調汽車尾氣已經成為大氣污染的最大源頭一事,我們應該表示理解,畢竟不歪曲事實、不帶偏節奏、不貼熱點 -- 這些所謂的專家也就沒飯吃了。

大氣污染本身這個命題很複雜: 引起光化煙霧是污染、固體顆粒是污染、溫室效應全球變暖更算是污染。所以在不明确污染方向之前,一味的将大氣污染歸罪于汽車尾氣顯然有失偏頗,就好比站馬路上罵街你得先知道罵誰一樣。

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世界衛生組織的數據報告顯示,引起光化煙霧、固體顆粒污染的含硫-含氮氧化物最大污染源為工業冶煉污染,達到這類污染源的47%;而汽車排放污染比重則為29%;溫室效應污染方面,碳氫、碳氧化合物的最大污染源依舊是工業冶煉排放,而第二大污染源來自畜牧業,第三污染源才是尾氣排放。

全球有大約500億頭養殖牲畜,這些牲畜每天都會打嗝放屁,它們排放出的氣體中含有大量甲烷、氮氣及碳氧化合物,而這些化合物是導緻溫室效應的重要來源。但是工廠停産或減産會造成嚴重的社會問題和經濟問題,法律也不能禁止牲畜放屁,所以扼制汽車尾氣排放就理所當然 -- 柿子要撿軟的捏,有車族要為牲畜的屁埋單。

也正因此誕生了日益嚴苛到有點過分的排放法規以及《咖啡法則》,這也催生了諸如重混、輕混等各種混合動力技術。雖然同為混合動力技術,但很顯然大多數人并不太明白各種混合動力間的區别與效率。

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重混VS輕混:到底什麼是區分标準

重混與輕混雖然都是混合動力技術,但在本質、結構及效果上,二者卻有着天壤之别。區分重混與輕混在國際上其實是有規則可循的,一般來說,混合度越低的系統稱之為輕混,而混合度高的車型,則被定義為重混車型。

如何來理解、定義“混合度”是關鍵。國際标準中的混合度概念為驅動電機與“驅動電機和發動機”功率之和的比值,也就是當發動機功率額定時,驅動電機功率越小,混合度越小,當比值低于10%時,混動性質被定義為輕混車型。而在國内,混合度的概念被理解為混合動力油耗與傳統燃油版車型油耗的比值,比值低于20%則被定義為輕混車型。

而主機廠在區分輕混與重混時則更多在意硬件方面的區别。他們根據發動機起/停、制動力回收、發動機管理系統、電機功率以及混動效果來辨别輕混與重混。

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當然,以上這些标準理解起來會非常的複雜,在混動技術飛速發展的今天,上述标準的界限也愈來愈模糊。

舉一個例子;過去我們區分輕混與重混的區别可以淺顯的理解為“能夠依靠純電系統維持車輛前行的稱之為重混車型,而不能依靠純電系統維持驅動的則稱之為輕混車型”。但在今天看,這種說法已經不成立了,因為已經有更多的48V輕混車型允許車輛在起步時短暫依靠電機驅動,雖然僅有短短的百米有餘,但這足以改變定義。

混合動力發展至今天,客觀、準确的區分不同屬性的标準其實很簡單,就是“兩種動力相互介入的程度”。而這句話,也是我們這篇文章核心需要解決且明确的問題。

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打個比方,豐田的THS技術作為傳統的重混技術,其“油與電”二者間的依托 關系非常深;純電系統會及時的出現在内燃機效率最低的區間内,而内燃機同時也會在 電池沒電時,及時為其充電。這種相輔相成、相互依附的狀态,就是我們所謂的“兩種 動力相互介入的程度”。

之所以定義48V锂電系統與插電混動為輕混系統,完全因為這兩種技術“油與 電”的混合程度極低導緻的。48V锂電輕混系統的作用更多的是輔助,自身在大多數情 況并不能成為一個恒定有效的驅動源,混動效果是極其有限。

而插電混動技術的“油與電”相互介入程度幾乎為0。也就是說,電池裡的電用光了隻能依靠外接電源充電,這種無法有效依靠内燃機充電的狀态也使插電混動車型直接告别了油與電相互依附的重混本質。


48V輕混系統:高排放引擎的續命神藥

48V輕混系統并不算什麼新技術 -- 反而是相對邊緣化的産物,之所以被奔馳奧迪等品牌重新拿出來,完全是對高排放發動機的強行續命。

與普通電動車200V-360V高電壓不同,48V輕混系統所采用的電池組僅僅是将4塊12V锂電池串聯得來的恒定電壓系統,電能密度與電能釋放十分有限,所以也無法匹配太大功率的電機系統。因此48V輕混系統的混合度是極低的。

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48V輕混系統的最大意義在于輔助車輛起步,也就是在内燃機效率最低且負載最大的情況下為發動機助力而已。

除此之外,這類車型的全車用電器電壓也會換為48V,這使得發動機處于休眠(啟停)狀态時,電池可以更多的接管大功率用電器以及空調壓縮機系統,最大程度避免發動機因電壓負載過大而被迫啟動充電的問題,從而達到降低怠速狀态下的油耗損失,也就是主機廠所謂的“電怠速”概念。

48V輕混系統的“油、電”相互介入程度極低,這也符合我們上述對混動概念的标準。也正因此,48V輕混系統是名副其實的輕混技術。

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相比其他類型混動技術,48V輕混系統雖然對于節油的幫助非常有限,但其優勢在于電池、電機占用空間較小,但也僅限如此。

當然也有諸如凱迪拉克這樣的創新選手,将48V輕混系統改進成了90V系統。與48V系統最大的區别在于90V電池組與更大功率的電機系統允許車輛在一定條件下以純電模式多行駛一段距離,但更大體積的電池組、更大功率的輪邊電機,90V輕混系統的不倫不類也将我們的問題升級到另一個階段:重混。


電池問題的解決:豐田的混動之道

插電混動也好純電也罷,本質上他們都是受技術瓶頸所掣肘而來的發展,這并無大錯。

但最原則的問題是這類車型有沒有解決安全隐患問題才是重中之重。

目前市面上的混動車型及新能源車型電池主要以鎳钴錳酸锂鉀電池為主,也就是我們常說的三元锂(锂離子)電池;也有諸如豐田這樣的廠家依舊在部分市場堅持使用鎳氫電池。雖然在目前技術瓶頸下使用锂電池是最佳之舉,但這也無法規避锂電池特性不穩定的事實。

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三元锂電池的最大優勢在于體積輕、性價比高,且充電時沒有電流損耗問題,所以可以大量布局且無需鋪太多電纜。而弊端則是對使用環境要求過高,太熱太冷會直接影響電池壽命與性能。

三元锂電池無法過充、過放、且無法形成完整的充放電周期,最緻命的是這種電池不耐沖擊,一旦出現過充過放或受外力沖擊時,電池就會出現外短路、内短路、鼓包甚至洩漏;短路引起的高溫并不是什麼大問題,但不耐沖擊卻一直沒有解決;一旦洩漏起火,那麼如何撲救是個大難題。

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锂離子電池鼓包或受沖擊後因其自身性質會産生氧氣與氫氣,這是絕佳的神補刀,普通的水源滅火方法或是靠幹粉滅火器阻隔空氣的方法對它是不起作用的。因為它能夠從自身洩露氣體中獲得助燃條件,所以我們在看到锂電池起火時,從内向外噴出的火柱非常吓人,短時間内撲滅非常困難。

豐田在電池選擇方面很多變;在北美市場它全部采用锂電池組,東南亞市場則是锂電池與鎳氫電池可選,而在中國市場則僅提供鎳氫電池配置。看上去豐田像是在國内市場上閹割配置偷奸耍滑,是不是降低成本我們姑且不談,但從技術角度上講,鎳氫電池相比锂電池是互有優劣的。

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如今的鎳氫電池完全可以做到随意充放;相比锂電池,鎳氫電池的最大優勢也是唯一優勢就是穩定。

鎳氫電池的最大弊端在于如何解決滿電後的過充問題,滿電後過大的充電電流對于鎳氫電池本身是毀滅性的,但豐田在更換了更大功率的電機後依舊匹配了鎳氫電池,這證明過充問題已經被解決。其次,鎳氫電池存在電流損耗問題,所以在充電時必須一根電線充一塊電池以解決電流由近到遠的損耗問題。

因此從原則上講,鎳氫電池是不利于大面積布局的,畢竟滿底盤鋪電纜絕不是豐田這種精打會算的廠商願意做的。此外,相同電容、相同能量密度下,鎳氫電池的體積比锂電池更大也是不能忽視的問題之一。

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當我們認識到電池系統的利弊後回頭再看插電混動車型與純電車型的電池布局時,你會發現插電混動車型的電池組就在後備箱下面,任何一次嚴重的追尾都可能造成電池組因沖擊而産生洩漏問題;而電動車的底盤上則橫七豎八的鋪滿了電池組,無論哪側的沖擊都可能引發大問題。

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而基于真正混動平台打造而來的傳統油電混動車型呢?

很明顯它的工程師們非常清楚電池的不穩定性,所以他們将電池體積縮小,隻保留剛需的電容尺寸,并置于全車最安全的油箱位附近,這才是極其缜密的思考。

或許有人會說,今天的電池管理系統已經很成熟了,電池的控溫以及應急斷電控制可以解決足夠多的問題,更會将危險扼殺在搖籃中;的确今天的電池管理技術已經很成熟了,但顯然還不夠做到安全的“成熟”。

我們今天僅僅能做到不制造危險,但還遠遠做不到規避危險;當锂電池洩漏時,我們的電控技術可以做到不産生明火引燃,但卻無法改變锂電池的化學特性。換句話說,汽車的安全性除了主動避讓危險外,還要具有被動承受危險的冗餘度。

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