自從去年奧迪 SQ7 裝備了雙增壓系統(tǒng),增加了電子渦輪增壓,帶動了某寶上千元級甚至百元級的所謂電子渦輪增壓器也火了,各種評測相繼推出。然并卵,這種低價電子渦輪增壓器反而造成發(fā)動機在高轉速時進氣困難的問題。正牌的電子渦輪增壓應該是什么樣的呢?渦輪增壓簡稱 TURBO,它是采用專門的壓氣機將氣體在進入氣缸前預先進行壓縮,提高進入氣缸的氣體密度,減小氣體的體積,這樣,在單位體積里,氣體的質量就大大增加了,進氣量即可滿足燃料的燃燒需要,從而達到提高發(fā)動機功率及扭矩的目的。一般而言,加裝渦輪增壓器后的發(fā)動機的功率及扭矩要增大 2 0 % ~ 3 0 % 。從另一方面講渦輪增壓能夠提高汽車的燃油經(jīng)濟性。
由于電動渦輪增壓固有的渦輪遲滯效應,渦輪要等發(fā)動機達到一定轉速時(大概2000rpm)才能啟動工作。電子渦輪增壓的介入使得發(fā)動機的控制變得更加自由。奧迪 SQ7是世界上第一臺使用電子渦輪增壓的量產(chǎn)汽車,除了兩個傳統(tǒng)渦輪外,還有一個電動渦輪。奧迪稱之為 EPC(electrically powered compressor)。發(fā)動機渦輪比較虛的時候,電動渦輪開始工作,給發(fā)動機打雞血。這個電動渦輪由一個小型電機驅動,奧迪為了驅動它還專為開發(fā)了一套 48V 的汽車電源。這個小電機能夠在 250 毫秒內轉起來,如果硬要說SQ7 有渦輪遲滯,那么這個時間是 250 毫秒,也就是你眨一次眼睛的時間。此后,轉速能夠一路飆升至 70000 轉/分鐘,提供的增壓值能夠供 4 臺車使用。
電子渦輪增壓的背后是歐系廠商的 48V 升級大局
電子渦輪增壓的電機是 48V 電壓供電,而并非是我們常規(guī)的 12V 電壓。為什么這個「48V」很重要?因為它背后代表的是歐系新能源發(fā)展戰(zhàn)略的根本。
2011 年,奧迪、寶馬、戴姆勒、保時捷和大眾五大品牌聯(lián)合發(fā)布了 48V 電壓規(guī)范,開始研發(fā)車載電壓提升至 48V 的汽車電氣化。隨后,很多歐洲車企都先后進行了新標準的開發(fā)。
為什么要將整車電壓提升到 48V?歐洲廠商給出的理由是節(jié)能,以及安全方面的考慮。不過在眾人看來,這背后更為重要的原因,是為了抗衡日系的混合動力技術。
48V 電壓是安全電壓的最高限值,48V 電源帶來的成本上升也要比日系混合動力技術要低不少,歐洲廠商寄希望于用 48V 的這些優(yōu)勢,結合其自身在傳統(tǒng)內燃機的技術儲備,從而實現(xiàn)動力與節(jié)能的雙重提升,與日系的混合動力技術抗衡并最終實現(xiàn)向純電動化的過渡。
實際上,歐洲五大廠商提出 48V 電壓標準之后,包括法雷奧、博世、德爾福、大陸等一票國際零部件供應商就開始了緊鑼密鼓的相關配件的開發(fā),電子渦輪增壓就是其中之一。隨后跟上的還會有電子空調——不啟動發(fā)動機就能開啟空調、電驅動 VVT——不依靠凸輪軸推動進排氣門可變等一系列電氣化的新技術普及。
從上世紀 50 年代起沿用至今的 12V 車用電壓,隨著車載電子系統(tǒng)的增多,對于電源系統(tǒng)的高電壓需求也迫在眉睫。加上環(huán)保壓力,2020 年平均油耗限值 5 升/百公里的硬指標,節(jié)能減排成為每個車企懸在頭上的利劍。48V 系統(tǒng)火了。相對于 12V 系統(tǒng)而言,48V系統(tǒng)中相同功率下工作電流只有 1/4,損耗只有原來的 1/16。加上 48V 電源系統(tǒng)能夠儲存更多電量,中配備啟停系統(tǒng)的車上可以實現(xiàn)長時間關閉發(fā)動機,減少因為電池電量過低而頻繁啟動發(fā)動機充電的情況,從而避免浪費過多的燃油。
48V 系統(tǒng)由三大件組成:電機、鋰離子電池組以及 DC-DC 轉換器。48V 系統(tǒng)一般與內燃機并聯(lián)。相較于高壓混合動力系統(tǒng),48V 微型混動系統(tǒng)(輕混系統(tǒng))可以實現(xiàn)滑行過程中的發(fā)動機啟停、制動動能回收、電機輔助加速、短途低速行駛等功能,通過動能回收系統(tǒng),彌補低速行駛時的燃油利用率過低的缺點,做到了能量循環(huán)利用。以三分之一的成本提供了全混合動力的三分之二的好處,讓燃油經(jīng)濟性提高了 15%至 20%的同時,成本只有混動系統(tǒng)的 1/3。
隨著 48V 電壓系統(tǒng)的到來,汽車電磁兼容測試的標準也會提高,艾德克斯 IT7600 線性交流電源可以提供從 10~5000Hz 的交流輸出,更有任意波形發(fā)生功能和 List 功能,更有模擬電網(wǎng)和輸出電壓諧波功能,可以完成例如 IEC61000 等相關測試波形。
48V 車載設備也需要重新開發(fā)以及環(huán)境測試,艾德克斯 IT6500C 系列電源具備專業(yè)的汽車電子的環(huán)境測試波形,具有快速可調的電壓、電流、功率的上升、下降功能,內置有多種汽車電子電壓測試波形,比如 DIN40839 啟動波形,ISO16750-2 標準中四種波形、SAE J1113-11 標準中三種波形,ISO21848 標準中四種波形,LV124 標準中 8 種波形。其中 LV124 就是歐洲五大廠商聯(lián)合制定的針對 3.5 噸以下汽車的測試標準。而 LV148則是這五大廠商針對汽車上 48V 電子系統(tǒng)的測試標準,兩種測試標準具有相似的測試波形標準。IT6500C 內置的 LV124 中的八種波形,面板即可調用,同時,IT6500C 具備強大的雙重循環(huán) list 編程功能,步驟多達 1000 步,配合免費的上位機 IT9000 軟件,諸如正弦波等復雜波形可以輕松編輯,亦可以由客戶輕松實現(xiàn) LV148 標準中的諸多波形。
汽車未來的發(fā)展趨勢是四化:智能化、電氣化、輕量化以及自動化。電子渦輪增壓,就是汽車發(fā)展電氣化的一種。歐洲廠商的舉動其實很值得中國車企思考:未來我們的新能源戰(zhàn)略路徑該如何選擇?在純電動化到來之前,若傳統(tǒng)內燃機滿足不了油耗和排放要求,我們采用怎樣的過渡技術?隨著歐洲制定了燃油車的倒計時,中國政府也在考慮純燃油車的終點。隨著新能源汽車時代的到來,新的測試標準也將加速確定。