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即将上市:48V, HEV, PHEV这些概念到底是啥?一文全搞懂

   日期:2022-07-30     来源:网络整理    作者:汽车网  联系电话:浏览:602    
核心提示:通过这张架构图我们可以很明显的看到区别在哪里,除了原有的12V蓄电池以外,又增加了一个48V的蓄电池,我们且不管这个48V蓄电池是用来做什么呢,最起码这就是最明显的差别,而所谓的48V的概念也就是因为这个48V的蓄电池而得名。以上就是一般的混动车型的大体的工作原理,那么接下来我们看一下HEV车型的电池规格一般是什么样的锂离子蓄电池,纯电续航里程可以达到55km

随着排放法规的不断升级以及对未来能源状况的担忧,越来越多的新能源车型不断涌现,从广为人知的纯电动车到各种混合动力车型。车型中涌现出很多概念,比如48V、HEV、PHEV等,那么这么多车型到底是什么样的呢?今天小编就从概念层面来和大家简单梳理一下。

传统燃油汽车的电气架构

要想深入了解各种新能源汽车与传统燃油汽车的区别,我们首先要了解现有传统燃油汽车的电气架构是怎样的?在这里找到了一辆传统燃油车的电气原理图

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正如您在这张图片中看到的,车辆的所有电气元件或系统均由红色圈出的 12V 电池供电。需要强调的是,这里的电池是12V的。我们通常开家用车。基本上都是12V电池。在工作原理上,在汽车的发动机不启动之前,需要这块电池给所有的电子元件供电,而这块电池需要用来给启动机供电,通过工作来启动发动机的首发。一旦发动机启动,它由发动机驱动。发电机可以持续发电,进而为车辆和电池供电。

传统燃油汽车只有一个电池。

这是什么

那么,48V的概念是什么?上一节我们简单提到了传统燃油车的电气结构。目的是为了让大家更容易理解48V的概念。我们先来一张48V的电气结构图

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通过这个架构图我们可以很明显的看出区别。除了原来的12V电池外,还增加了48V电池。我们不管48V电池是干什么用的,至少这是最明显的区别,而所谓的48V概念就是以这块48V电池命名的。

48V系统的工作原理

那我们来看看这个48V的电池是干什么的。这里我们以奥迪A8的48V系统为例。在奥迪A8中,这个系统被称为MHEV

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英文名称:Mild.

所以,我们一般称之为轻混或微混。

在这辆奥迪A8中,车辆结构如下

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车辆后部有一个12V电池和一个48V电池,还有一个DC/DC转换器,用于升压和降压,可以让48V电池给12V电池供电, 12V电池也可以给48V电池供电。 BSG电机设置在车辆的前端。通过BSG的英文全称:Belt,可以猜出它是一体的起动机和发电机,与发动机同时由皮带驱动。

第一幕:刹车过程

当车辆在行驶过程中遇到红灯时,需要对车辆进行制动。在传统车辆中,制动过程是轮毂与制动卡盘之间的摩擦消耗了车辆的动能,将动能转化为热能,这部分能量起不到任何作用,白白浪费掉了。在48V混合动力汽车上,在这种工况下进行能量回收,将车辆的动能回收到48V电池中,减少能源浪费。

如下图:

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在制动过程中进行能量回收时,主要的能量回收是前轮能量回收。

第二种场景:车辆启动过程

当遇到红灯时,车辆需要刹车等待红灯;当红灯变绿时,车辆需要从静止状态启动。对于传统燃油车来说,启动只能依靠发动机的动力输出,但在48V混合动力汽车中,启动过程依赖于48V电池。 48V电池为BSG电机供电,让BSG电机将动能传递给发动机。

如下图:

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这种启动过程既保证了启动的平稳性,又降低了发动机的能耗,从而节省了油耗。

第三幕:巡航过程

车辆在巡航模式下行驶时,车辆可以回收能量,将能量转化为电能储存在48V电池中

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48V 是唯一的解决方案吗?

至于为什么是48V,一般的说法是欧盟规定的安全电压是60V。如果超过此电压,则需要在电路中添加额外的绝缘装置。 48V系统的充电电压高达56V,非常接近60V。上限,即安全电压范围内相对较高的电压。

所以,接下来可能会出现另一个问题。虽然48V在安全电压范围内是一个比较高的值,但一定要选择48V吗?不能36V、24V吗?

大家都应该知道,在同样的电流范围内,电压越高,电功率越大。正如问题所说,48V 不是唯一的解决方案,还有其他选择。例如,奥迪 A4 使用 12V 锂电池的轻混。

这是奥迪 A4 的布局:

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我们看到,在这个车型中,两块12V电池布置在车辆后部锂离子动力蓄电池规格,一个是和传统车辆一样的12V电池,还有一个是12V锂离子电池,后者和传统车辆一样前面提到的48V电池也是如此。

我们来看看奥迪A4在各种工况下

能量回收过程

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驱动系统会根据情况决定是进行巡航还是能量回收,在能量回收的过程中还能区分是只回收前轮能量还是全轮能量。

发动机停机状态

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发动机停止时,车辆仍能以 55-160km/h 的速度巡航最多 10 秒。现阶段,车辆很多配件的供电都来自12V锂电池

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预测性关闭和启动

车辆上有许多传感器。通过这些传感器,车辆可以判断前方是否有静止的车辆。我们从这个动画中可以看出,当车辆判断前方有停止的车辆时,会提前关闭发动机。转角转速表清晰可见,前车起步和离去时,后车可预知启动。

根据驾驶员的意图启动和停止

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注意左上角和右上角的小窗口。当驾驶员踩刹车时,只要车速低于设定的阈值,即22km/h,车辆的发动机就会自动关闭。转速表显示这一点,当驾驶员松开刹车并踩下油门踏板时,发动机会自动启动。

从这些可以看出,这种混合动力的启停与我们现在使用的传统车辆的启停有很大的不同,能带来的节油效果是理论上的。它应该更好。我没有做过实际数据的对比锂离子动力蓄电池规格,也没有可靠的结论,但理论上应该会更好。希望有实践经验的朋友也可以分享一下。

这是什么

HEV的英文全称是:.看起来和上面说的48V差不多,但是这里说的混合动力和之前的48V最大的区别就是电池了。前面的48V混合动力电池就是48V电池,这里使用的混合动力就是电池。突破48V限制,可使用高压电池。

这里以丰田的混合动力系统为例,介绍这款混合动力车的工作原理

首先我们来看看丰田混合动力车的主要部件

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从这个结构图可以很清楚的看到,车辆后面有一个电池,而且这个电池明显比48V的电池大很多。这就是我们所说的明显差异。这里的电池容量越大,电压越高,能提供的功率自然也就越高,这也是为什么车头的发动机侧面有一个“马达”,因为有足够的功率驱动电机,发动机和电机都有动力。分离装置,这个装置是切换车辆的动力,根据车辆的行驶情况来判断是需要电机驱动还是发动机驱动,接下来我们具体看车辆的工作过程。

HEV 的工作原理

当车辆停放时

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发动机和电机都停止,能耗最小

车辆需要启动时

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车辆启动时,电机在电池的驱动下开始工作,而发动机仍处于停止状态。

车辆低速行驶时

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此时,只有电机还在工作,发动机还在停机。

当车辆加速时

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随着车辆加速,发动机开始干预车辆处于最佳工作状态的行驶

正常驾驶时

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发动机工作在最佳运行状态,同时也给电池充电,让电池储存更多的电能

当车辆刹车和减速时

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发动机停止工作,电池回收能量供后续使用

以上就是一般混合动力汽车的一般工作原理,接下来我们来看看HEV汽车的一般电池规格

HEV 电池规格

市场上HEV车型还是蛮多的,比如丰田卡罗拉双引擎E+,看看动力系统的参数配置

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锂离子电池,纯电动续航可达55km

另一个例子是比亚迪的秦PRO

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同样采用三元锂电池,功率9kwh,纯电动续航53km

MG 6 混合动力

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使用磷酸铁锂电池,电池电量11.1kwh,纯电动续航可达70km

从这些车型来看,电池的容量普遍不大,续航里程也很有限,更多的是起到辅助作用。

这是什么

从名字我们可以看出PHEV和HEV很相似,是的,我们先来看看PHEV的英文全称Plug-in,很明显,多了一个Plug-in,它是什么是代表的意思吗?前面介绍 HEV 时,我们提到 HEV 和 48V 的一个很大区别是更大的电池。在HEV车型中,电池的动力来自发动机,而不是外部,那么在PHEV车型中,同样有这样一个电池,不同的是这个电池的电力可以来自外部,即就是,电池是通过充电设备充电的,所以才叫PHEV。

PHEV 的工作原理

PHEV和HEV在车辆结构上非常相似,在工作模式上有很多相似之处,但也有一些明显的区别。这里我们重点介绍PHEV和HEV的主要区别,或者以丰田的系统为例

充电过程

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通过充电桩为 PHEV 车型的电池充电是 PHEV 与 HEV 区别的一个非常重要的点。

加快进程

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在加速过程中,无需启动电机即可驱动发动机,这也与HEV车型不同

高速行驶时

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在PHEV车型中,仍然可以只使用电机进行高速行驶,而不是使用发动机来驱动

当出现高速高负荷情况时,发动机可以启动干预

除了这里提到的特殊点外,其他工作流程与HEV基本相同。停车时,发动机和电机停止工作,启动过程中和低速行驶时。只驱动电机,在刹车和减速的过程中,能量会被回收,能量会储存在电池中以备后用。

PHEV 电池规格

在工作原理上,PHEV车型的电池似乎有更多的工作条件,那么它的电池规格应该更大吗?让我们简单介绍一下几款PHEV车型。这里可能没有足够的统计数据来得出任何定量的结论,只是为了有一个感性的理解。

浩英

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配备锂离子电池,16.3kwh,纯电动续航可达85km

领克公司 05

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三元锂电池,17.7kwh,纯电动续航81km

比亚迪汉

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配备磷酸铁锂电池,1节8.3kwh电池,续航里程可达100km以上。

从这些随机选择的车型数据来看,PHEV的电池容量确实普遍高于HEV车型。

结论

本文从基本概念和工作原理的角度,简要梳理了48V、HEV、PHEV车型的异同。各种车型的不断涌现,旨在降低油耗和排放。 ,节约能源,而且每个OEM选择的路线都会不同,现在是百花齐放的时代,哪一个是最好的解决方案,相信现在没有人能给出确切的答案,还有很多其他的新的不涉及能源模型。比如纯电动(EV)的概念大家应该都很熟悉了,还有程序扩展、氢能等,在以后的文章中会逐步完善。

 
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