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为何采用了发动机启停技术的厂商大多开始发展 48V 系统?汽车采用的动力蓄电池有怎样的特点?

【知乎用户的回答(11票)】:

谢邀。

1. 48V vs 14V

题主贴的42V相对14V的优点,48V都有。

1.1 电压安全、易得

1.2 显著降低汽车线束成本

1.3 使大量高新技术被广泛应用

1.4 可大幅度提高发电机效率

1.5 有利于发展混合动力

2. 48V vs 42V(单一电压运行模式)

最大的不同是

- 42V单一电压运行模式:取代14V。42V系统中没有14V电池

- 48V:新增一个48V电源。48V系统中,48V电池和14V电池并存。

下图是一个48V系统的框图。

用42V完全取代14V,对整个电气系统来说是场革命,为了应对42V的电池,包括导线、连接器和功率电子元器件等等都得改,做起来很难。原因有(1)工作量大 (2)对48V需求不迫切的部门会消极对待。正因如此,42V系统受到的阻力大,推进得很慢并最终被抛弃。

而新增一个48V电源,保留14V的话,需要做出改变的只是对48V有需求的那部分。因此,(1)工作量相对少很多 (2)对48V需求不迫切的部门可继续采用14V。所以,48V系统受到的阻力更小,推进得更快。(缺点是双电源成本更高)

3.48V vs 42V(双电压运行模式)

42V(双电压运行模式)中也有两个电池,一个14V,一个42V。

为什么要用48V电池替代42V电池呢?

- 42V:3个14V的铅酸蓄电池串联得到42V。

- 48V:采用锂离子电池。锂离子电池的能量密度是铅酸电池的3倍。因此,电池尺寸更小、重量更轻。更重要的是,48V锂离子电池的充放电性能更佳。这意味着,采用48V锂离子电池可以更加快速的启动发动机,并且在刹车制动时可以回收更多的能量,这对采用了发动机启停技术的汽车来说非常重要。

.

【Sean的回答(5票)】:

题主,现有的是12V,不是14V...

抛砖:

1. 就启停技术来说,48V系统可以提供更大的功率,启停电机有更大的扭矩去带动发动机,提高启动速度,带来更好的体验。

2. 蓄电池电压提高到48V,所有的用电器,传感器(需要供电的),理论上都必须是48V标准的。听起来没什么,但是这里面会有很多的技术问题需要解决,比如EMC(电磁兼容性)就是让大家头疼到不行的。

3. 蓄电池技术不是太了解,等高手回答吧。

PS:早年间(大约有10多年吧),就有几个厂家提出要把汽车电子系统的电压标准由12V提高到48V。理由多种多样,比如更大的功率,更容易配备弱混系统等等。但是后来一直没有产业化,每过一段时间就有厂商宣称要推出48V系统,至少我自己都快听麻木了。

【jinseng的回答(2票)】:

对这个48V系统不是很了解,但是我对丰田的42V系统略知一二。这个42V系统应该就是48V的雏形。

丰田早在2001年就开发了称之为 TOYOTA Hybrid System-Mild (THS-M)的混动系统。

这个系统主要有如下功能:

1) Restarting engine

2) Starting motor

3) Battery charging during normal running (when battery charging is required)

4) Regenerative braking during deceleration and braking.

5) Driving auxiliary devices (such as an air conditioner compressor) during idling stops.

从42V系统的功能描述来看,丰田早在2001年开发的这个42V系统就包含了现在的发动机自动启停、制动能量回收这些功能,并且应用于常规动力车型上。

丰田将电压范围在100-400V的类似装置应用在Pruis上,将电压范围在42V的这个装置应用在 Mild Hybrid cars。这个系统主要是由一个称之为Integrated Starter Generator(ISG)的装置结合直流转换单元、ECU、电池组成。

丰田的THS-M是应用在常规发动机上的。

“Furthermore, the hybrid system can be employed in existing models with conventional engine/transmission rather than the power train designed for the hybrid vehicles.”

丰田的THS-M的应用:

“The idling stop system is employed in the following models other than Toyota cars.

Cars:

Honda Civic Hybrid,

Mazda Carol Milady L,

Suzuki Alto DOHC Leanburn Engine

Trucks:

Nissan Atlas 20series Trucks and Dump cars,

Mitsubishi Fuso Medium route bus "Aero Midi MK" ,

Isuzu Elf/Forward, Hino Ranger-Pro”

雪铁龙于2006年也采用了类似的系统,被称作e-HDi。雪铁龙的ISG系统由Valeo和Denso生产。雪铁龙的e-HDi系统除了那个70Ah的铅酸电池之外,至少还包含了两个东西。一个是功率为2.2kw的Valeo-sourced i-Stars starter/alternator (启动发电机),一个是5V 600法拉电容的 “e-booster” system。

雪铁龙的e-HDi系统后来又发展成PSA的第二代自动启停系统(high voltage Stop & Start system),也就是3008 Hybrid4系统,采用了一台最大输出功率为8kw的发电机。后轮内置电机可以提供27bhp恒定功率/100Nm恒定扭矩、37bhp的峰值功率/200NM峰值扭矩。3008H的2.0L柴油引擎可以提供163bhp/3750rpm的最大功率、300Nm/1580rpm的最大扭矩。柴油引擎与电动机可以共同输出500Nm的最大扭矩。3008H的混合动力系统由博世提供,镍氢高压电池包由三洋提供。

由此可见,丰田的42V系统、雪铁龙e-HDi系统其实就是一个微型的混动系统,用于常规动力车型,以实现混动的部分效能。

随着发动机自动启停技术在欧美的流行(BBA新车全系标配),于是有人开始尝试将启停系统与现有的混合动力系统结合到一起。在我看来,这就是48V系统的由来。

至于48V架构具体什么内容,有什么优势,还请相关业内人士解答。

【LoriWang的回答(0票)】:

update

问了一圈居然没人能确定为什么是48V…

可能的原因是,电压越高效率越高,但50V以上就要归为高压系统进行管理,因此选择了最接近的48v

先mark。增大到48V是为了拓展后续的微混而降低油耗和优化排放,为什么是48V了解后再回来答。

【修汽车的舒克的回答(0票)】:

受邀来解释这个问题。楼上在技术方面做了很详细的解释,我就不复制了。

其实这个问题的答案网上很多,我最近在测试一个欧洲的48V的锂电池系统,相对于全混的200多v的电池包,48v不仅在成本和节油方面性价比还是很高的。貌似比较推崇48的现在也是欧洲,中国的车企一般是对标欧洲,不管是技术还是标准,唯一没有看不齐的就是柴油了,没办法,韩寒也说了中国的油品啊。。。。

48V系统主要用于微弱混合动力汽车,与传统12V系统相比48V系统可以有效的改善电机功率,也能够更为有效的回收汽车刹车能量,同时提高10%-15%的节油效率。很多欧洲厂商实测过,搭载48V系统的车辆与传统车辆相比可以降低13%油耗。

48v是一个趋势,不看好锂电池包的全混和动力,48v和Plug-in应该是燃料电池汽车中间的过度产品,丰田的混合动力貌似都是镍氢电池,成本比锂电池少很多。

汽车行业很重的一个词就是降本,整车厂每个部门消尖利了脑袋都是为了减低成本,省一毛钱也要省,所以你看那些减配车,只要在中国的法规范围内,什么都可以省。为中国的法规担忧啊,你没有资格说人家,整车厂都是在法规要求内来生产车。举个例子,我接触到的一个项目,有款车要在印度生产,印度有咋落后我就不多说了,印度当地的法规说汽车可以只有一个后车镜,不知道是左还是右,反正不重要啦,然后公司就在法规范围内只给车配备一个后车镜。。。。。

说这么多我就是想说大众车,成本核算才是第一,那些豪车除外。48v系统相对于全混,中混,性价比最好,增加的成本和节省的燃油比例应该是最好的。

原文地址:知乎

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