中國電動車邁入48V時(shí)代,能火都是因?yàn)橛秃姆ㄒ?guī)?
先有長安汽車在2016年底發(fā)布逸動藍(lán)動版48V混動車型試水,后有今年2月A123所屬的萬向新能源公司與上汽通用簽下10億美元訂單,提供總計(jì)260萬套的48V鋰電池供貨,種種跡象表明,近來大火的48V系統(tǒng)正在強(qiáng)勢登陸中國。而隨著節(jié)能減排浪潮的席卷,頗被看好的48V中國時(shí)代將在何時(shí)真正到來呢?
6月24~25日,由電車人聯(lián)合會主辦,三斧科技承辦,林州重機(jī)集團(tuán)股份有限公司、林州朗坤科技有限公司鼎力支持的《2017電車人聯(lián)合會“48V系統(tǒng)技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展”研討會》在河南省林州市隆重召開?;?8V系統(tǒng)的良好發(fā)展前景和巨大市場空間,行業(yè)各界人士齊聚一堂,深度探討未來的發(fā)展路徑,共同推進(jìn)48V系統(tǒng)在我國的應(yīng)用和推廣。
■油耗法規(guī)是根本推動力
“從零部件的角度來看,很多人認(rèn)為48V僅代表自動啟停系統(tǒng)的升級,但從控制角度審視,48V的本質(zhì)其實(shí)是混合動力。”在上海藍(lán)諾新能源技術(shù)有限公司總經(jīng)理韓麗看來,因涉及到發(fā)動機(jī)與變速箱的運(yùn)作、動力扭矩分配、與各種動力總成核心零部件的交互、以及對電池BMS系統(tǒng)的控制,“所以無論叫輕混還是微混,48V都是一種典型的混合動力系統(tǒng)。”
事實(shí)上,業(yè)界早已有一個(gè)“12V微混系統(tǒng)”的提法,即我們通常所說的自動啟停。但隨著汽車電氣系統(tǒng)越來越復(fù)雜,使得現(xiàn)在汽車上的電源系統(tǒng)開始有點(diǎn)不堪重負(fù)了,在轎車上已經(jīng)沿用了超過60年的12V電源系統(tǒng)亟待升級以滿足用電需求。因此,SAE(Society of Automotive Engineers)在1988年曾提議把標(biāo)準(zhǔn)電壓提高至42V,然而由于當(dāng)時(shí)的技術(shù)水平不足,以及電氣零部件替換的費(fèi)用高昂,42V系統(tǒng)并沒有得到推廣應(yīng)用。
直至2011年,包括奧迪、寶馬、戴姆勒、保時(shí)捷和大眾在內(nèi)的德國幾個(gè)汽車制造商聯(lián)手制定并推出了LV148標(biāo)準(zhǔn),這時(shí)48V才真正走入大眾視線。電車人聯(lián)合會副會長貢俊介紹,由于歐盟制定了嚴(yán)格的二氧化碳排放標(biāo)準(zhǔn),促使整車廠和零部件供應(yīng)商通過各種技術(shù)路線降低車輛的油耗,48V系統(tǒng)因其增加有限成本能顯著節(jié)能減排的優(yōu)勢,成為業(yè)界關(guān)注的焦點(diǎn)。
“為什么去年48V在國內(nèi)又重新火起來,根本原因在于油耗法規(guī)的推動。”貢俊在研討會上分析稱,根據(jù)新修訂的國家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)《乘用車燃料消耗量限值》(乘用車燃料消耗量第四階段標(biāo)準(zhǔn))和《乘用車燃料消耗量評價(jià)方法及指標(biāo)》,從2016年起直到2020年,國產(chǎn)乘用車平均油耗將降至5.0L/100km。同時(shí),以乘用車企業(yè)平均燃料消耗量積分與新能源汽車積分為考核標(biāo)準(zhǔn)的“雙積分政策”的推出,更讓很多整車企業(yè)倍感壓力。
“雖然新能源積分和油耗積分可以互相沖抵,但是囿于新能源汽車的開發(fā)難度和市場接受度,單純依靠純電動和插電作為節(jié)能技術(shù)路線,對于很多車企來說難度比較大。”貢俊直言,從國四升級到國六的過程中,車企為達(dá)標(biāo)對發(fā)動機(jī)改進(jìn)的投入已經(jīng)非常大,因此各車企都在尋找能夠滿足油耗法規(guī)的最低成本方案。
■國內(nèi)車企最易走的節(jié)能路線
從發(fā)展?jié)摿Χ裕?a href="http://eerien.com" style="box-sizing: border-box; color: rgb(208, 92, 56); cursor: pointer; background: transparent;" target="_blank">電動車無疑更具勢頭,因?yàn)槠渥詭У?ldquo;零排放”光環(huán)可以稀釋掉不少燃油車的“超標(biāo)油耗”。但在純電動車短期內(nèi)無法大量普及的情況下,如果在燃油車框架下需求突破,混動則是一劑救命良方。
NExT-e Solutions 株式會社執(zhí)行董事石振懿介紹,日本很少有企業(yè)做48V系統(tǒng),因?yàn)槿毡驹趶?qiáng)混方面的研究和應(yīng)用已經(jīng)非常深入,所以關(guān)注重點(diǎn)并不在微混動力上。據(jù)了解,目前日本市場上的主流是配置100V以上高電壓型電池的強(qiáng)混動力汽車,采用的是100V以上的鋰離子充電電池模組,雖然能使混合動力汽車大幅提高燃油效率,但專用元件和耐壓元件成本很高。“日本車企在做的48V方面研究,主要是針對歐美和中國市場。”
相比高壓混動系統(tǒng),不用對原車進(jìn)行過多改造的48V輕混系統(tǒng)則更具成本優(yōu)勢。按照德爾福的測算,48V輕混系統(tǒng)的成本僅是高壓混動系統(tǒng)成本的30%,卻能達(dá)到高壓混動系統(tǒng)70%的節(jié)能效果。“在實(shí)現(xiàn)10-15%節(jié)油率的情況下,整車企業(yè)可以把一套48V系統(tǒng)的成本做到4000元左右,未來隨著量產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大,成本很有可能降至2000-3000元。”貢俊分析道。
除了成本優(yōu)勢和自動啟停之外,從12V升級到48V之后,車輛還將具備發(fā)動機(jī)停機(jī)滑行、滑行與制動能量回收、加速助力和電巡航等功能,駕駛體驗(yàn)和節(jié)能效率進(jìn)一步提升,同時(shí)由于電壓增大,48V輕混系統(tǒng)還可以為車輛內(nèi)部的電子設(shè)備提供更多的功率。“按照計(jì)劃,2020年7月我國開始實(shí)行國六排放標(biāo)準(zhǔn),48V對減少有害氣體排放也是有貢獻(xiàn)的。可以說,48V是圍繞經(jīng)濟(jì)性基礎(chǔ),將油耗、排放、動力三個(gè)需求集于一身的一種解決方案。”韓麗說道。
“以前,很少將一項(xiàng)單獨(dú)的技術(shù)寫進(jìn)國家戰(zhàn)略,但在《中國制造20205》和《節(jié)能和新能源汽車技術(shù)路線圖》中,48V技術(shù)作為一個(gè)專題被寫入其中。”在貢俊看來,節(jié)能減排是每個(gè)車企必須面對的課題,盡管實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)有多鐘技術(shù)路線,但48V系統(tǒng)能以較低的開發(fā)成本和代價(jià)實(shí)現(xiàn)較好的節(jié)能減排效果,將是國內(nèi)車企最容易走的一條路。
■或?qū)⒊蔀閭鹘y(tǒng)燃油車標(biāo)配
雖然我國在48V節(jié)能型汽車關(guān)鍵零部件配套能力方面具有一定基礎(chǔ),產(chǎn)業(yè)鏈較為完整且研發(fā)基本同步,容易形成產(chǎn)業(yè)規(guī)模效應(yīng)。“但是48V總成產(chǎn)品開發(fā)難度較大,目前國內(nèi)零部件企業(yè)在動力總成開發(fā)方面的能力還非常薄弱,只能開發(fā)相關(guān)零部件。”德爾福(中國)科技研發(fā)中心有限公司電氣化總工程師顧捷介紹。
“尤其在48V系統(tǒng)中占有重要地位的啟停系統(tǒng),雖然節(jié)油效果明顯,但是震動和噪聲帶來的駕駛體驗(yàn)特別差。”顧捷直言,在實(shí)際測試階段很多車主將自動啟停功能束之高閣,使之淪為雞肋。“節(jié)油不是唯一要點(diǎn),對終端客戶而言駕駛性也很重要。48V要達(dá)到的目標(biāo)是有駕駛樂趣、綠色的系統(tǒng)解決方案,其中樂趣是特別要強(qiáng)調(diào)的部分。”
“48V要真正推廣開來,在技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化層面仍然還面臨著一些挑戰(zhàn)。”在韓麗看來,一輛車的最終油耗取決于動力總成各方面的表現(xiàn),因此包括發(fā)動機(jī)的協(xié)調(diào)控制、變速箱的匹配以及發(fā)動機(jī)扭矩和電機(jī)的耦合優(yōu)化都是需要研究的課題。同時(shí),48V系統(tǒng)零部件的開發(fā)技術(shù)難度和集成度很高,高溫狹小的放置環(huán)境十分苛刻,為乘用車配套也對系統(tǒng)的安全性、可靠性、一致性提出了更高的要求。“部分整車企業(yè)還在觀望,對于是否發(fā)力48V系統(tǒng)的決心仍有動搖。”
不過,節(jié)能減排壓力日益加大,發(fā)動機(jī)技術(shù)的優(yōu)化短時(shí)間內(nèi)難以跨越,以電機(jī)和電池為突破口則顯得更有操作空間,因而業(yè)內(nèi)人士普遍看好48V未來的市場空間。顧捷預(yù)測,2019年將是48V市場的爬坡期,2020年全球配套車輛將達(dá)到1700萬輛。“從歐洲研發(fā)相關(guān)車型的情況來看,48V趨勢已非常明顯。如若在國際車企的帶動下,48V能代替12V成為標(biāo)配,以國內(nèi)燃油車的體量來看,量產(chǎn)推廣的速度將非???,48V系統(tǒng)的生命力也會更強(qiáng)。”韓麗說道。