國五國六的“新寵”

王蘭

博格華納eBooster?電子增壓器依托48V弱混技術(shù)研發(fā)面向未來的高效發(fā)動(dòng)機(jī)。

如今，國五落地國六將至，油耗、排放法規(guī)的日益嚴(yán)苛，讓中國汽車企業(yè)開始著力研發(fā)具有超高燃油經(jīng)濟(jì)性的動(dòng)力系統(tǒng)，而兼顧油耗排放法規(guī)與成本優(yōu)勢(shì)的48V弱混技術(shù)成為“新寵”。

據(jù)IHS《全球洞察》預(yù)測(cè)，截至2025年，48V混動(dòng)汽車的市場(chǎng)占有率將占全球輕度混動(dòng)車市場(chǎng)的95%，幾乎占全球混動(dòng)汽車總量的一半。更重要的是，中國未來將成為48V技術(shù)的主要市場(chǎng)，到2025年大約會(huì)有接近800萬輛的48V車型在中國生產(chǎn)。

那么，成為新寵的48V弱混技術(shù)具有哪些競爭優(yōu)勢(shì)？在發(fā)動(dòng)機(jī)小型化、低速化發(fā)展大趨勢(shì)下，致力于提供內(nèi)燃機(jī)、混合動(dòng)力和電動(dòng)汽車清潔高效驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)解決方案的全球技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者博格華納公司又帶來了哪些新解決方案呢？

48V弱混面向未來蓄勢(shì)待發(fā)

憑借著優(yōu)化燃油經(jīng)濟(jì)性、降低排放的強(qiáng)大優(yōu)勢(shì)，48V車強(qiáng)勢(shì)來襲。原先汽車搭載的12V電源電壓，由于12V電源蓄電池的電量不足，無法長時(shí)間為全車用電器提供電源，因此在使用自動(dòng)啟停功能時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)常會(huì)重新點(diǎn)火，并且能量回收不充分，節(jié)油不徹底。然而搭載48V電源系統(tǒng)將擁有更高的蓄電池容量和更高的電壓，可以更加游刃有余地為全車用電器提供能源。同時(shí)高電壓設(shè)計(jì)能夠支持功率更大的起動(dòng)機(jī)，自動(dòng)啟停功能的反應(yīng)速度將進(jìn)一步得到提升。起步時(shí)用電機(jī)起步、滑行時(shí)用電機(jī)回收能量、全油門時(shí)電機(jī)還能協(xié)助輸出動(dòng)力。而且空調(diào)也能使用電機(jī)，熄火后不會(huì)停止工作。此外，48V 弱混系統(tǒng)除了優(yōu)化當(dāng)前的自動(dòng)啟停功能，還具有發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)滑行、航行與制動(dòng)能量回收、加速助力和電巡航功能。

近幾年，各大車廠欣喜地發(fā)現(xiàn)全球領(lǐng)先的技術(shù)創(chuàng)新先驅(qū)博格華納研發(fā)的eBooster?技術(shù)，可充分利用48伏電源根據(jù)需求提供高效的增壓解決方案，實(shí)現(xiàn)完美的低速扭矩，為它們研發(fā)面向未來的發(fā)動(dòng)機(jī)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。因此，作為博格華納最新的創(chuàng)新解決方案——集成了電子器件的eBooster?電子增壓器技術(shù)作為傳統(tǒng)渦輪增壓系統(tǒng)的重要補(bǔ)充而受到全球各大汽車制造商的廣泛關(guān)注。

締造強(qiáng)勁動(dòng)力

48V的eBooster?的功率是5kW，最大轉(zhuǎn)速在72000轉(zhuǎn)，達(dá)到90%的最大轉(zhuǎn)速需230毫秒。瞬時(shí)可以達(dá)到6.2kW，在持續(xù)工作中，可以達(dá)到2 kW ～3 kW。“博格華納沒有把eBooster的功率做得更高是因?yàn)樾枰紤]系統(tǒng)整級(jí)效率問題。提高壓比并不是等比例提高電量就能實(shí)現(xiàn)的，如果提高壓比導(dǎo)致整級(jí)系統(tǒng)使用在低效率范圍內(nèi)，那么意味著要消耗更多的電量為代價(jià)。因此博格華納綜合考慮了功率范圍和電子增壓器壓比之后，應(yīng)用eBooster的48V系統(tǒng)可使燃油效率提升多達(dá)35%，能顯著降低排放。”博格華納技術(shù)負(fù)責(zé)人這樣解釋說。

迫于越來越重的環(huán)境壓力和油耗限制，中國汽車的未來之路必定邁向更加清潔、高效轉(zhuǎn)型升級(jí)之路。面對(duì)12V系統(tǒng)節(jié)油效果不佳、電機(jī)與電池的性能受限等種種問題，全新48V系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。它在提供持久的強(qiáng)勁動(dòng)力的同時(shí)可有效提高燃油經(jīng)濟(jì)性、降低排放，這是目前市場(chǎng)上公認(rèn)的最有效應(yīng)對(duì)即將全面實(shí)行的國六排放標(biāo)準(zhǔn)的解決方案。博格華納研發(fā)的高效增壓解決方案48VeBooster?，具有超高燃油經(jīng)濟(jì)性，能夠切實(shí)助力發(fā)動(dòng)機(jī)小型化和低速化。目前，許多國內(nèi)車廠與博格華納eBooster?電子增壓器技術(shù)的合作洽談?wù)诰o鑼密鼓開展中。

舒適的駕乘體驗(yàn)

傳統(tǒng)的渦輪增壓動(dòng)力系統(tǒng)帶給駕駛者最大的困擾是渦輪遲滯。在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較低時(shí)，渦輪增壓器并不介入工作，而當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速提升后，排氣流量瞬間變大使得渦輪增壓器介入工作，駕駛者能明顯感受到踩下油門的一瞬間沒有很強(qiáng)大的動(dòng)力，瞬時(shí)動(dòng)力甚至比一般的自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)輸出更疲軟一些，只有等到轉(zhuǎn)速攀升到一定程度，強(qiáng)勁的動(dòng)力才逐步跟上。而博格華納獨(dú)家的eBooster? 電子驅(qū)動(dòng)技術(shù)與渦輪增壓器協(xié)同工作，可根據(jù)需求提供增壓的同時(shí)也能有效避免可察覺的渦輪遲滯現(xiàn)象。

據(jù)博格華納技術(shù)負(fù)責(zé)人介紹，eBooster?技術(shù)可在不損耗發(fā)動(dòng)機(jī)能耗的前提下，很好地解決了渦輪遲滯現(xiàn)象。他說，“發(fā)動(dòng)機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，排氣流量還帶不動(dòng)渦輪增壓器的葉輪時(shí)，由電機(jī)先驅(qū)動(dòng)eBooster?介入工作，提供增壓，等到排氣流量變大后，通過廢氣帶動(dòng)另一個(gè)渦輪增壓器介入工作。

渦輪遲滯現(xiàn)象的消除給駕駛者帶來了更強(qiáng)勁的動(dòng)力體驗(yàn)，可以在更短的時(shí)間內(nèi)，扭矩達(dá)到最大值。因eBooster?由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，230毫秒就可以達(dá)到電子增壓器的最大轉(zhuǎn)速。車輛的加速性能和操控感得到顯著提升。此外，eBooster?本身體積小且非常輕便，并有良好的NVH效果，從而使整個(gè)eBooster?系統(tǒng)和汽車匹配后的效率很高。”

此外，eBooster?和渦輪增壓器的配合相當(dāng)于兩級(jí)渦輪增壓器。在這個(gè)過程中，eBooster?在發(fā)動(dòng)機(jī)高轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)保持2kW～3kW持續(xù)增壓，以輔助渦輪增壓器。這不僅可以大大提升發(fā)動(dòng)機(jī)在各個(gè)轉(zhuǎn)速時(shí)的扭矩， 還為發(fā)動(dòng)機(jī)小型化提供更多的可能性，從而降低燃油的消耗量。值得注意的是，添加eBooster?后的增壓系統(tǒng)可以更好地為發(fā)動(dòng)機(jī)提供增壓，這是因?yàn)樵谂c發(fā)動(dòng)機(jī)匹配的過程中，eBooster?在發(fā)動(dòng)機(jī)低轉(zhuǎn)速時(shí)具有很好的效果，渦輪增壓器從而可以在和發(fā)動(dòng)機(jī)匹配時(shí)更專注于發(fā)動(dòng)機(jī)中高轉(zhuǎn)速，從而提供更好的增壓效果，以及更大程度提升駕駛樂趣的同時(shí)節(jié)省燃油消耗量并且降低排放。

助力發(fā)動(dòng)機(jī)小型化和低速化

隨著國內(nèi)CAFC法規(guī)（中國乘用車企業(yè)平均燃料消耗量的限制標(biāo)準(zhǔn)）逐年收緊，2020 年所有車企將面臨達(dá)標(biāo) 5.0L/100 公里以內(nèi)的目標(biāo)限值。而小型化和低速化是汽車提升燃油經(jīng)濟(jì)性、降低排放的重要技術(shù)依靠。配備了eBooster?之后，可將變速箱和差速器等一系列傳動(dòng)裝置與發(fā)動(dòng)機(jī)相匹配，使發(fā)動(dòng)機(jī)在既定的高速路工況下以每分鐘較低的轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)。例如：汽車加速、爬坡的時(shí)候，駕駛員一般換到低檔位，降擋升轉(zhuǎn)速，然后踩油門加速，由此一來，扭矩會(huì)比較大。而使用了eBooster?之后，不需要降擋，可直接在高擋位低轉(zhuǎn)速時(shí)提供較大扭矩，從而實(shí)現(xiàn)了發(fā)動(dòng)機(jī)的低轉(zhuǎn)速化，以降低油耗和排放。此外，eBooster?也可助力發(fā)動(dòng)機(jī)縮小尺寸，使小型發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩和功率與大型發(fā)動(dòng)機(jī)相媲美。以eBooster?量產(chǎn)的第一個(gè)項(xiàng)目戴姆勒的S Class舉例來說：它原本采用4.8L的V8發(fā)動(dòng)機(jī)，最大功率為320KW。然而加了eBooster?之后，在功率不變的情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)變?yōu)?.0L，I6發(fā)動(dòng)機(jī)。

渦輪增壓的暢想

渦輪增壓器的未來之路將會(huì)實(shí)現(xiàn)從eBooster?到eTurbo?的進(jìn)化。秉承相同的理念，eTurbo?是博格華納正在研發(fā)的一款由電能輔助的集成電機(jī)式渦輪增壓器。這一產(chǎn)品所面臨的最大挑戰(zhàn)是實(shí)現(xiàn)軸承概念和集成電機(jī)，并將很重的集成電機(jī)在渦輪增壓器高轉(zhuǎn)速下同時(shí)實(shí)現(xiàn)高速運(yùn)轉(zhuǎn)。目前博格華納已經(jīng)生產(chǎn)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)樣機(jī)，并且很多歐美OEM都已經(jīng)拿到了樣機(jī)開展實(shí)驗(yàn)。無疑，這是一種面向未來的解決方案，在較短的時(shí)間內(nèi)獲得最大扭矩，為駕駛者帶來更有樂趣的駕駛體驗(yàn)。endprint