鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:950次 | 2019年10月19日
48V輕混系統(tǒng)將迎爆發(fā)期 到2025年需求將達(dá)到1100萬套
隨著世界主要發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體排放標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高,為了滿足日益嚴(yán)苛的排放法規(guī),廣大車企持續(xù)加大對(duì)于節(jié)能減排技術(shù)的研發(fā)投入。近日一則國內(nèi)某知名動(dòng)力電池企業(yè)與博世集團(tuán)達(dá)成協(xié)議,為其在全球范圍內(nèi)提供48V輕混系統(tǒng)動(dòng)力電池的新聞讓48V輕混系統(tǒng)走入人們的視野,在今年的成都車展上更是亮相了多款搭載48V系統(tǒng)的中高端車型,讓廣大消費(fèi)者對(duì)于48V系統(tǒng)的關(guān)注度陡然提升。48V輕混系統(tǒng)最早由奧迪、寶馬、戴姆勒、保時(shí)捷和大眾公司在2011年聯(lián)合提出,用以替代目前汽車上采用的12V系統(tǒng),由于48V輕混系統(tǒng)在減排效果和經(jīng)濟(jì)性方面的突出優(yōu)勢(shì)使其成為了主流的傳統(tǒng)燃油車減排技術(shù)之一,在目前純電動(dòng)汽車相關(guān)技術(shù)還并不是完全成熟,特別是成本高企的現(xiàn)狀下,48V輕混系統(tǒng)贏得了廣大車企和消費(fèi)者的認(rèn)可和青睞。根據(jù)相關(guān)機(jī)構(gòu)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)預(yù)測(cè),到2025年排放法規(guī)嚴(yán)苛的亞太、北美和歐洲地區(qū)對(duì)于48V混動(dòng)系統(tǒng)的需求量將達(dá)到1100萬套左右。
48V系統(tǒng)為何能夠獲得廣大廠商和消費(fèi)者的一致認(rèn)可呢?這就要從48V輕混系統(tǒng)的特性說起,在傳統(tǒng)的燃油車上為了提升燃油經(jīng)濟(jì)性,往往會(huì)安裝自動(dòng)啟停系統(tǒng),但是由于傳統(tǒng)的12V系統(tǒng)輸出能力較弱,因此車輛起步動(dòng)力滯后,同時(shí)節(jié)油效果也不明顯,因此許多消費(fèi)者會(huì)選擇直接關(guān)掉自動(dòng)啟停系統(tǒng)。但是更換為48V系統(tǒng)后,可以提供更高的輸出功率,可以有效的縮短車輛啟動(dòng)時(shí)間,提高自動(dòng)啟停系統(tǒng)的舒適性,并使發(fā)動(dòng)機(jī)盡快進(jìn)入萬有特性中的經(jīng)濟(jì)區(qū),可以使得節(jié)油效果提升10-15%。48V系統(tǒng)的加入也讓制動(dòng)能量的回收成為了可能,在擁堵的城市中走走停停成為常態(tài),大量的燃油就消耗在了持續(xù)的車輛起步過程,而48V輕混系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)制動(dòng)能量回收,相關(guān)研究表明在NEDC工況下,通過制動(dòng)能量的回收和再利用最多能夠降低24%燃油消耗量,在實(shí)際使用中也可以實(shí)現(xiàn)10-15%的節(jié)油效果。
48V系統(tǒng)最重要的優(yōu)勢(shì)還是成本,我們以廣受歡迎的強(qiáng)混系統(tǒng)的代表豐田卡羅拉為例,雖然其有著出色的節(jié)油效果,但是其單套系統(tǒng)的成本在17000元左右,節(jié)油效果在15%-20%,相比之下48V輕混系統(tǒng)由于電池容量較小,系統(tǒng)復(fù)雜程度較低,因此單套系統(tǒng)的成本僅在5000元左右,節(jié)油效果在10-15%,因此48V輕混系統(tǒng)僅用強(qiáng)混系統(tǒng)30%左右的成本,就實(shí)現(xiàn)其70%左右的節(jié)油效果,出色的性價(jià)比使得采用48V輕混系統(tǒng)車輛具有不錯(cuò)的節(jié)油效果的同時(shí)價(jià)格也更為親民,更容易為廣大消費(fèi)者所接受。
48V系統(tǒng)憑借著高性價(jià)比和良好的節(jié)油效果,在排放法規(guī)日益嚴(yán)苛的當(dāng)下得到了廣泛的關(guān)注,但是將傳統(tǒng)的12V系統(tǒng)升級(jí)到48V系統(tǒng)需要解決諸多棘手的問題。首先,為了降低車輛改造的成本,車燈、顯示屏和車載電腦等低功率負(fù)載仍將使用傳統(tǒng)的12V電壓,而48V電壓則主要負(fù)責(zé)動(dòng)力總成、空調(diào)和底盤等大功率負(fù)載,因此48V系統(tǒng)要同時(shí)提供12V和48V兩套供電系統(tǒng),這兩套系統(tǒng)之間通過一個(gè)DC/DC轉(zhuǎn)換器進(jìn)行連接,如果發(fā)生接地失效,48V系統(tǒng)上的高壓電流會(huì)直接流入12V系統(tǒng),從而對(duì)低壓線路上的元器件造成嚴(yán)重的傷害,因此完善電路設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)兩套電壓系統(tǒng)組件的分離是48V系統(tǒng)面臨的重要挑戰(zhàn)之一。
隨著電壓的升高,電磁兼容也是一項(xiàng)不得不考慮的問題,48V系統(tǒng)的DC/DC轉(zhuǎn)換器和驅(qū)動(dòng)電機(jī)及其控制器產(chǎn)生的強(qiáng)電磁輻射可能會(huì)干擾車載設(shè)備間的CAN通信,進(jìn)而影響車輛的安全性,因此在48V系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中如何解決電磁兼容問題是我們面臨的另外一項(xiàng)重大挑戰(zhàn)。
出于成本和體積等因素的考慮,48V系統(tǒng)的電池容量相對(duì)比較小,通常低于1kWh,因此在汽車起步和剎車制動(dòng)能量回收的過程中,作為48V系統(tǒng)核心的鋰離子電池通常需要在較高的倍率下進(jìn)行充放電,大電流充放電本身就會(huì)造成的電池壽命的加速衰降,同時(shí)大電流產(chǎn)生的高溫還會(huì)進(jìn)一步加劇鋰離子電池壽命的衰降。因此高性能鋰離子電池的設(shè)計(jì)和熱管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)成為了決定48V系統(tǒng)性能的核心挑戰(zhàn)之一。
48V系統(tǒng)對(duì)于成本的極致追求,也對(duì)企業(yè)的成本控制能力提出了非常高的要求,相關(guān)研究顯示到2020年48V系統(tǒng)的成本將下降到5000元以內(nèi),如何在保證高性能的同時(shí)實(shí)現(xiàn)低成本將是各大48V系統(tǒng)供應(yīng)商面臨的重要挑戰(zhàn)之一。
因此雖然48V系統(tǒng)有著巨大的市場(chǎng)需求量,但是其過高技術(shù)壁壘讓眾多企業(yè)望而卻步,大部分企業(yè)難以在性能和成本之間得到完美的平衡,只有極少數(shù)的企業(yè)憑借著深厚的技術(shù)積累和強(qiáng)大的成本管控能力在這一領(lǐng)域取得了令人矚目的成績。這其中要以A123公司的48V系統(tǒng)最具有代表性,萬向早在1999年就宣布進(jìn)入新能源汽車行業(yè),2002年萬向電動(dòng)汽車有限公司成立,2014年萬向以1.5億美元的價(jià)格收購了由先后出任寶馬、福特設(shè)計(jì)中心總裁的亨德里克·菲斯克一手創(chuàng)辦的菲斯克汽車公司,進(jìn)軍新能源汽車領(lǐng)域,萬向最重要的一筆收購是2012年對(duì)于美國A123公司的收購,借此萬向不但掌握了動(dòng)力電池的生產(chǎn)技術(shù),還獲得了A123的核心技術(shù)——"超級(jí)磷酸鐵鋰",憑借著超級(jí)納米磷酸鐵鋰材料方面的技術(shù)優(yōu)勢(shì),萬向成功研制了超高功率鋰離子電池,其功率密度達(dá)到了驚人的5900W/kg,工作溫度范圍涵蓋了-30-65℃,滿足多工況復(fù)雜條件下的使用需求,為高性能48V輕混系統(tǒng)的研制奠定了良好的基礎(chǔ)。
在新能源汽車領(lǐng)域20載默默耕耘,厚積薄發(fā)的萬向終于迎來了爆發(fā)的一天,2017年2月萬向公司宣布獲得了上汽通用260萬套48V超級(jí)納米磷酸鐵鋰輕混系統(tǒng)訂單,訂單總額超10億美元,一舉確立了萬向公司在48V系統(tǒng)領(lǐng)域的龍頭地位。
2018年3月,萬向高功率型48V輕混系統(tǒng)入選工信部新一批技術(shù)改造升級(jí)名單,得到國家的正式認(rèn)可。意氣風(fēng)發(fā)的萬向集團(tuán)積極擁抱市場(chǎng),其與吉利合作開發(fā)的高性能48V輕混系統(tǒng)已經(jīng)應(yīng)用于博瑞GEMHEV車型,在萬向先進(jìn)技術(shù)的加持下其節(jié)油效果(節(jié)油15%)和動(dòng)力體驗(yàn)都達(dá)到了一流水平,成為48V輕混系統(tǒng)的行業(yè)標(biāo)桿。
在今年的成都車展上,搭載A123研發(fā)的48V輕混系統(tǒng)的捷豹路虎攬勝極光運(yùn)動(dòng)版驚艷亮相,在A123的48V系統(tǒng)加持下不但實(shí)現(xiàn)了15%的節(jié)油效率,還將發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料效率提升了20%,在節(jié)油的同時(shí)也帶來了一流的駕駛體驗(yàn)。實(shí)際上不僅僅吉利、捷豹路虎和上汽通用、江淮等車企選擇與萬向緊密合作,目前國內(nèi)上市的幾款搭載48V系統(tǒng)的車型,采用的幾乎都是萬向的技術(shù)。
萬向在動(dòng)力電池領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢(shì)不僅得到了廣大乘用車企業(yè)的認(rèn)可,還獲得了像Karma這樣的世界超級(jí)轎跑品牌的垂青,在今年的成都車展上Karma帶來的兩款超級(jí)跑車2020KarmaReveroGT和KarmaGTdesignedbyPininfarina均搭載了來自A123的動(dòng)力電池。而A123作為這家世界超級(jí)轎跑品牌的核心供應(yīng)商,攜手客戶,聯(lián)袂亮相豪車館。
據(jù)悉,搭載在Karma這兩款超級(jí)跑車上的該款電芯已經(jīng)累計(jì)配套了近十萬臺(tái)車輛,部分車輛更是累計(jì)行駛15萬公里,無一例安全事故。高品質(zhì)得益于萬向的堅(jiān)守,長期以來萬向在GBT各項(xiàng)測(cè)試外,堅(jiān)持進(jìn)行嚴(yán)苛的針刺測(cè)試,確保電芯在極端情況下的安全性,萬向的堅(jiān)守也為萬向在廣大用戶中樹立了良好的口碑,如今萬向已經(jīng)成為高品質(zhì)動(dòng)力電池的代名詞。
萬向于1999年開始布局清潔能源,累計(jì)投入近百億元,潛心鉆研,扎實(shí)積累,在自主研發(fā)的同時(shí),萬向還積極尋求與國際先進(jìn)技術(shù)和領(lǐng)先企業(yè)的合作,用全球資源參與全球競(jìng)爭,打造有全球影響力的品牌。萬向清潔能源正在形成自己的協(xié)同優(yōu)勢(shì),接下來將陸續(xù)投入超過2000億元,建一座10平方公里的"萬向創(chuàng)新聚能城",包括新能源汽車零部件、新能源汽車電池、純電動(dòng)客車、新能源乘用車四大產(chǎn)業(yè)板塊,圍繞清潔能源產(chǎn)業(yè),基于未來科技應(yīng)用,將成為開放、分享的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)平臺(tái)。