为什么没有油电混合动力卡车(如果无法一步跨到电动卡车)
为什么没有油电混合动力卡车(如果无法一步跨到电动卡车)48V系统既是动力储备,也是整车所有电气部件的奶妈。在车辆行驶中,48V电机可以弥补发动机动力的不足;在驻车时,48V电池可以维持车内空调、冰箱等用电设施的正常运行。逆变器负责将直流电转换成交流电,配合永磁或感应电机为整车各种电力系统和功率提供灵活性。转换器负责将电池的48V电压转换成12V或24V电压,为车辆的基本电气系统、娱乐系统和安全设施提供电力供应。商用车48V轻度混动系统包括发电、电源管理和用电三个部分,主要由电机、动力电池组和电压控制器组成。48V发动机可以配置在发动机和变速箱上,在行驶或停止时以最经济的方式提供充足的发电量,在刹车制动时,通过动能回收将多余能量转变为电能储存起来。例如伊顿研发的48V发电机,能够与变速箱配合实现发动机熄火滑行,同时还能提供最大的发电能力。电源管理包括配电、储存和电压控制,它是48V轻混的中枢系统。配电装置负责安全、高效地管理分布在整车中的电力,
全球范围内,对商用车的排放标准正在收紧。欧洲计划2026-27年推出欧七排放标准,美国环境保护署(EPA)将在2027年引入新的排放标准,中国目前的排放标准在某些领域甚至比欧六还要严格。
与此同时,对商用车的油耗标准也越来越严。按美国第二阶段重卡燃油标准,2021年、2024年和2027年分别比2017年的数据降低1.8%、4.2%和5.1%。按欧洲宣布的油耗标准,到2025年和2030年要在2019年的基础上降低15%和30%。中国即将出炉第四阶段重型商用车燃料消耗标准,也预计会比第二阶段降低30%-35%,比第三阶段降低15%-20%。
考虑到传统内燃机技术已经发展到一个瓶颈,未来应对排放和油耗的挑战有些捉襟见肘。如果商用车没有办法一步就跨进电动时代,48V轻混也许是一个值得考虑的解决方案。
48V轻混是什么?在乘用车领域,48V轻混越来越常见,其节能和排放优势都比较明显,但在商用车领域,48V轻混还是一个比较新鲜的概念,目前适配的车型更是凤毛菱角。
商用车48V轻度混动系统包括发电、电源管理和用电三个部分,主要由电机、动力电池组和电压控制器组成。
48V发动机可以配置在发动机和变速箱上,在行驶或停止时以最经济的方式提供充足的发电量,在刹车制动时,通过动能回收将多余能量转变为电能储存起来。例如伊顿研发的48V发电机,能够与变速箱配合实现发动机熄火滑行,同时还能提供最大的发电能力。
电源管理包括配电、储存和电压控制,它是48V轻混的中枢系统。配电装置负责安全、高效地管理分布在整车中的电力,需要根据车辆的功率水平进行定制。产生的48V电力能会存放在储能电池组中,按类型分有锂离子电池、铅酸电池和超级电容等。
逆变器负责将直流电转换成交流电,配合永磁或感应电机为整车各种电力系统和功率提供灵活性。转换器负责将电池的48V电压转换成12V或24V电压,为车辆的基本电气系统、娱乐系统和安全设施提供电力供应。
48V系统既是动力储备,也是整车所有电气部件的奶妈。在车辆行驶中,48V电机可以弥补发动机动力的不足;在驻车时,48V电池可以维持车内空调、冰箱等用电设施的正常运行。
48V轻混有啥好处?从宏观来看,48V轻度混动能有效减少卡车的油耗和排放。在发动机怠速或减速时,将富余动力变成电力存储起来;在加速或上坡时,通过电机弥补发动机的动力不足。借助48V混动,小排量发动机也能为卡车提供充足的动力。
48V架构能够改善EGR流量控制,提高燃油经济性。伊顿曾发布过一款48V电驱 TVS EGR泵,采用高效低成本的固定几何涡轮增压器(FGT),取代效率较低的可变几何涡轮增压器(VGT)。电驱EGR泵无需牺牲废气再循环的驱动力,独立于发动机转速有更快的响应时间,能够更精准的控制废气再循环流量,既能满足新的排放法规,又无需牺牲发动机的燃油经济性。
48V架构还可以为后处理加热,提高后处理效率。众所周知,卡车SCR后处理系统是有温度要求的,一般在250℃——500℃能够达到最佳处理效率。伊顿开发过一套电子控制器,可以用48V电加热圈主动加热后处理催化剂部件。在车辆刚启动时,电加热圈可以让后处理尽快达到有效工作温度;在低负荷运行阶段,电加热圈可以保持后处理温度,从而有效降低氮氧化合物的排放。
从微观来看,48V轻混系统可以支持一些耗电量更大的配置。比如传统卡车的空调压缩机、冷却风扇、动力转向泵和打气泵等都是由发动机直接驱动,而在48V轻混中都可以变成电力驱动。
比如电驱冷却风扇可以缩小尺寸,内置进发动机舱中,改善驾驶室空气动力学性能,有助于减少油耗。
再比如电动空调压缩机可以摆脱发动机限制,同一套空调系统既可以在行车中使用,也可以在驻车熄火时使用,减少不必要的燃料消耗。
据了解,目前国外不少企业已对48V混动系统进行超前部署,国内也有车企也在做技术储备。随着全球商用车节能减排的进一步推进,也许我们很快就会看到48V轻混卡车出现在身边。