轻混动力发展方向探讨

轻混动力发展方向探讨

李旭伟

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摘要

如今汽车朝着高电压、混动化和电动化的方向发展，随着车载电器的增加，12V电源已无法满足功率需求，汽车企业采用了断开大功率负载的方式来降低电池的负载，而且12V电压系统在引入启停系统之后，基本上已经达到了最大功率输出。此外汽车的保有量持续上涨，环境问题日益严峻，在苛刻的排放法规下，仅仅依靠提高发动机的工作效率不能满足排放目标，混合动力和纯电动是最理想的方式。纯电动化实现零排放，是最终目标，但是依然无法解决电池续航问题。

关键词：结构原理；优势分析

一、引言

目前,煤炭、石油和液化天然气依然认为是目前全世界所广泛正在依赖的主要能源,石油或石油的主要制成品依旧是汽车工业所消耗的主要车用能源。能源依赖问题的一个具体表现是对化石燃料的过度依赖。根据《2017年BP世界能源年鉴》-中国提供的一份相关统计数据资料显示,目前无人知晓的中国地区石油资源的全球储存量已经达到37亿吨。看似储量很大,但中国是有着14亿人口的大国,分配到人均拥有量却只有2.6吨,我国的天然石油资源存储的总量显然还是相当贫乏。根据《中国油气产业发展分析与展望报告蓝皮书(2018—2019)》上述调查报告:在石油消耗量和原油加工量上,找国的消费量双双大幅创下历史新高,需求量均达到了6亿吨。但其中70%均是高度依赖国外商品进口,对外贸易依存度相当严峻。随着当前全球通用汽车原料保有量的不断迅速高增长,汽车工业的快速发展与我国石油资源供应需求的矛盾日益十分凸显,石油资源供应短缺将越来越严重。

燃油汽车虽然可以实现怠速启停功能,但节油减排效果不是很明显,主要是受到自身电压和功率输出的限制。在基于当前的发动机技术和汽车轻量化技术发展下,中国与西方发达国家相比仍然存在一定的技术差距,无法高效的通过其他节能方式来节油减排。故目前阶段12V电气系统的传统燃油车已经无法满足严苛的排放及能耗法规。

二、48V轻混系统的发展方向

（1）国内研究现状

当前,中国在新一代能源汽车发展进程中,坚持以政府支持为方向引导,以关键核心技术、关键系统总成部件和关键系统功能集成为重点研究的发展原则。新能源产业逐渐初步形成以"三纵三横"为主的研发生产总体布局。"三纵"主要泛指纯能源电动汽车、燃油蓄电池型新能源汽车和混合动力新能源汽车,"三横"主要泛指车辆整车驱动电控控制系统、电机驱动控制系统、动力电池(燃料电池/蓄电池)。经过大量的理论研究和试验,混合动力汽车在综合节油系统性能,关键部件的传动系统结构集成和性能可靠性等方面研究成果显著,技术解决方案的综合节油率指标可预期达到10%-40%。国内的大型汽车整机制造厂及汽车零部件制造厂商意识到混合动力汽车的未来必将成为主流竞争产品,纷纷开始抢滩布局。目前,国内一些主机厂例如一汽、上汽、长安、吉利、奇瑞、比亚迪等都陆续投入了相当大的人力资源投入来研制和开发混合动力的车型,并且目前已经有部分自己品牌的车型全部达到了批量生产方式面向市场。除了汽车企业,国内的很多相关院校也在积极深入推进48V轻混系统的技术研究。

2015年,中国汽车技术研究中心的张英男,陆春等人主要深入研究了48V控制系统对于电动汽车安全技术要求及其国家标准适用性问题进行了综合分析。主要针对驾驶者车辆触电危险预警控制系统中单点电路的失效触电现象的设计分析和48v汽车系统控制电路设计分析,得出48v汽车触电系统可以同时产生一个单点触电的失效与同时产生第二阶段的失效触电点两种情况下驾车工作人员很有可能会存在汽车的触电风险,并通过上述分析结论提出了汽车触电危险防护处理方法的设计建议。

2016年8月,广汽集团汽车工程研发院的刘巨江,何宇等人阐述了48V混合动力系统BSG电机的控制策略开发及试验验证。

2018年,同济大学的杨文斌、何东伟等撰稿人主要撰写介绍发表了基于P2结构布置形式的"混合动力驱动模式切换扭矩协调控制研究",

（2）48V轻混系统是否适合我国国情

在严苛的节能减排法规和经济效益发挥最大化的政策前提下,48V轻混系统以改动小、成本低和更能满足过渡期平均油耗目标值等优势脱颖而出。早在2012年6月,国务院正式颁布的《节能与新能源汽车产业发展规划(2012-2020年)》中,就已首次明确提出我国要大量投入推广非油电插混动力新能源电动汽车。到了2016年10月,在2017年中国汽车工程学会节能技术工作年会上的《节能与新能源汽车技术路线图》正式向全体社会公众对外公开正式发布,更是首次明确提出了以促进现代智能混合燃油动力系统技术应用为主要研究发展重点,以促进现代混合动力系统技术总成的结构优化改造升级、减少汽车摩擦和先进的智能电子混合动力系统的新技术应用作为理论基础和技术支撑,全面推广了目前传统的现代燃油动力电池电动汽车的使用节能创新技术和提高现代燃油电池汽车的使用经济性。

三、总结

总之，在严苛的节能减排法规和经济效益发挥最大化的政策前提下,本文详细说明了48V轻混系统的定义及功能，布置构型的分类和选择，然后通过比较12V电气系统和48V电气系统的功能优缺点,对48V系统进行了功能优势分析。并通过国内外的研究现状和我国对于混合动力技术的相关政策来说明了开发48V混合动力系统是中国节能减排汽车核心技术之一。

参考文献                                              

[1]基于双模糊控制的48V轻混动力汽车动力性研究_程吉鹏.长安大学

[2]48 V轻混系统的应用与发展李永钧汽车工程师. 2018年08期

[3]48V系统全解钱亚光经营者(汽车商业评论). 2018年08期

[4]48V-BSG轻混系统发动机起动控制优化连学通刘巨江何宇2018中国汽车工程学会年会论文集