德爾福:48V輕型混合動力系統(tǒng)可減少15%二氧化碳排放
德爾福認(rèn)為48V輕型混合動力系統(tǒng)可以顯著降低二氧化碳的排放量,造福未來的汽車行業(yè)。
“最主要的動力來自歐盟的規(guī)定,歐盟各國必須在2021年前讓平均車隊(duì)二氧化碳排放量降至95g/km,”他表示。“我們的想法是,既然我們已經(jīng)有一種輕混系統(tǒng),那么就不必在所有車輛上安裝高壓電機(jī)了,因?yàn)檫@種方案造價(jià)太高。我們可以在較低的車型級別里使用48V系統(tǒng),甚至是C級車。如果車輛沒有后驅(qū)裝置,那么我們可以用一種皮帶驅(qū)動的啟動器/交流發(fā)電機(jī)作為電機(jī)增壓設(shè)備,也就是說,用交流發(fā)電機(jī)來提高內(nèi)燃機(jī)的功率。”
德爾福認(rèn)為,汽車啟動后的最初100 米(328英尺)內(nèi)可以用電力驅(qū)動。Schäfer強(qiáng)調(diào),再生制動技術(shù)將成為降低二氧化碳排放的主要方式。
“從我們的經(jīng)驗(yàn)以及和歐洲各OEM的討論結(jié)果來看,目前標(biāo)稱功率在10-12kW之間的測試車隊(duì)在搭載了48V交流發(fā)電機(jī)之后,二氧化碳排放量下降了7-10%。下一代驅(qū)動系統(tǒng)的輸出功率將上升至20kW,我們預(yù)測二氧化碳可以減少15%。”
德爾福認(rèn)為,除了可以降低二氧化碳排放之外,將低壓轉(zhuǎn)換成高壓還有別的好處。某些系統(tǒng)(如動態(tài)底盤控制)帶來的車輛功率負(fù)載更高。“電流峰值將會很高,因此不能使用12V系統(tǒng),”Schäfer表示。此外,Schäfer表示,許多OEM的目標(biāo)是取消發(fā)動機(jī)中的所有皮帶驅(qū)動附件,但交流發(fā)電機(jī)除外。這意味著HVAC壓縮器、動力轉(zhuǎn)向泵和冷卻劑泵等系統(tǒng)都將由這個(gè)48V系統(tǒng)來驅(qū)動。
48V系統(tǒng)可將皮帶驅(qū)動的附件精簡至一臺啟動器/交流發(fā)電機(jī),并為自動駕駛汽車提供失效保護(hù)系統(tǒng)的供電。
“有皮帶,就意味著將會產(chǎn)生很多摩擦,比如在高速公路上,動力轉(zhuǎn)向泵是處于最高速度的,但其實(shí)并不需要這么高,” Schäfer表示。因此可以將動力轉(zhuǎn)向泵做成一種“按需提供速度的”電力驅(qū)動系統(tǒng)。“這是另一種可以降低少量CO2排放的方法。”
對那些無法滿足2021年歐盟CO2排放標(biāo)準(zhǔn)的汽車制造商而言,在安裝了一個(gè)48V系統(tǒng)后,至少可以將排放水平降至處罰線之下。德爾福在和多家OEM的討論中發(fā)現(xiàn),20-70%的混合動力車都將配置一個(gè)48V的輕型混合動力系統(tǒng)。德爾福認(rèn)為,純電動汽車的銷量增長情況并沒有達(dá)到2009年和2010年時(shí)人們做出的預(yù)期,這種情況就是其原因之一。“你現(xiàn)在可以用30%左右的成本實(shí)現(xiàn)60-70%的目標(biāo),”Schäfer說。
現(xiàn)在德爾福正在研發(fā)48V系統(tǒng)所需的電氣部件,其中包括一個(gè)3kW的DC/DC48-12V轉(zhuǎn)換器。
“最重要的是,這是一個(gè)雙向裝置。交流發(fā)電機(jī)所在的48V端在產(chǎn)生了3kW的功率后,將其傳向12V端,為電池、乘員舒適性功能、照明系統(tǒng)和傳統(tǒng)設(shè)備等供電,” Schäfer解釋道,“但是為了讓一輛12V的車升至48V,我們也配備了一個(gè)增壓模式,將1kW標(biāo)稱功率從12V轉(zhuǎn)換至48V。” 德爾福的這一設(shè)備將推出氣冷和液冷兩種選項(xiàng)。
該設(shè)施的其他部件還包括符合最高防水標(biāo)準(zhǔn)與抗震標(biāo)準(zhǔn)的48V 電氣連接器。此外,德爾福還計(jì)劃為48V系統(tǒng)設(shè)計(jì)一個(gè)警示色碼,用以提醒用戶這不是一個(gè)12V系統(tǒng)。目前認(rèn)為48V應(yīng)該標(biāo)成藍(lán)色。
德爾福預(yù)計(jì)在2016年開始生產(chǎn)48V電氣分配器,輸出電流為40安培。另外公司還在研發(fā)一款采用一種名為MOSFET的半導(dǎo)體熔線的智能48V分配器,預(yù)計(jì)于2017年投產(chǎn)。
“智能熔斷是能夠檢測48V電板和12V電板上所有故障模式的唯一方法,”Schäfer稱。它采用的原理是電弧檢測,因?yàn)閭鹘y(tǒng)電氣熔斷絲太危險(xiǎn)了。
德爾福使用一種算法來檢測電弧。“我們必須區(qū)分‘好的電弧’和‘壞的電弧’”,Schäfer說,“好的電弧是繼電器電弧。如果繼電器處于斷開狀態(tài),那么會電弧將一直保持著2毫秒。如果時(shí)間超過10毫秒,那我們就會關(guān)閉開關(guān),但只關(guān)掉特定線路而非整個(gè)48V分配器。”
12-48V變電系統(tǒng)也會為未來的自動駕駛系統(tǒng)提供一定程度的電力冗余,以便配備失效保護(hù)系統(tǒng)。