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发表于2019-12-01 16:12:57
      

1100万套需求,48V轻混系统将迎爆发期

随着世界主要发达经济体排放标准的不断提高,为了满足日益严格的排放法规,大多数汽车公司继续加大对节能减排技术研发的投资。最近,一家国内知名动力电池公司与博世集团达成协议,在全球范围内提供48v轻型混合动力系统动力电池。这一消息让人们看到了48v轻型混合动力系统。在今年的成都车展上,一批配备48v系统的中高端车型亮相,让消费者更加关注48v系统。48v轻型混合动力系统首次由奥迪、宝马、戴姆勒、保时捷和大众于2011年联合提出,以取代目前汽车中使用的12v系统。48v轻型混合动力系统因其在减排效果和经济性方面的突出优势,已成为主流传统燃油汽车减排技术之一。目前,纯电动汽车相关技术尚未完全成熟,特别是在高成本的现状下,48v轻型混合动力系统已经赢得了众多汽车企业和消费者的认可和青睐。根据相关机构的统计,到2025年,亚太、北美和欧洲对48v混合动力系统的需求将达到约1100万台,这些地区有严格的排放法规。

为什么48v系统能得到大多数制造商和消费者的一致认可?这从48v轻型混合动力系统的特性开始。为了提高燃油经济性,传统燃油车辆通常安装自动启停系统。然而,由于传统的12v系统输出能力弱,车辆启动功率滞后,节油效果不明显。因此,许多消费者会选择直接关闭自动启停系统。但是,用48v系统替代后,可以提供更高的输出功率,有效缩短车辆的启动时间,提高自动启停系统的舒适性,使发动机尽快进入具有通用特性的经济区,节油效果提高10-15%。增加48v系统也使得回收制动能量成为可能。在拥挤的城市里,走走停停已经成为常态,而且在连续的车辆启动过程中会消耗大量的燃料。然而,48v混光系统可以实现制动能量的回收。相关研究表明,在nedc条件下,制动能量的回收和再利用可以降低燃油消耗达24%,实际使用中还可以达到10-15%的节油效果。

48v系统最重要的优势是成本。我们以强混合系统的流行代表丰田花冠为例。虽然节油效果很好,但单套系统成本约为17000元,节油效果为15%-20%。相比之下,48v混光系统成本仅为5000元左右,由于电池容量小、系统复杂度低,节油效果为10-15%。因此,48v光混合系统仅使用强混合系统成本的约30%来实现约70%的节油效果。优异的性价比使得采用48v混光系统的车辆具有良好的节油效果,同时价格更友好,更容易被广大消费者接受。

48v系统由于其高性价比和良好的节油效果,在日益严格的排放法规下受到广泛关注。然而,将传统的12v系统升级到48v系统需要解决许多棘手的问题。首先,为了降低车辆改造成本,传统的12v电压仍将用于灯、显示屏和车载电脑等低功率负载,而48v电压主要负责电源组件、空调和底盘等大功率负载。因此,48v系统应同时提供12v和48v电源系统。这两个系统通过直流/直流转换器相连。接地故障时,48v系统上的高压电流将直接流入12v系统,对低压线路上的部件造成严重损坏。因此,改进电路设计,实现两个电压系统元件的分离是48v系统面临的重要挑战之一。

随着电压的增加,电磁兼容性也是一个必须考虑的问题。48v系统的dc/dc转换器、驱动电机及其控制器产生的强电磁辐射可能会干扰车载设备之间的can通信,从而影响车辆的安全。因此,如何解决48v系统设计中的电磁兼容问题是我们面临的另一个重大挑战。

考虑到成本和体积等因素,48v系统的电池容量相对较小,通常小于1kwh。因此,在汽车启动和制动能量回收的过程中,作为48v系统核心的锂离子电池通常需要以更高的速率充放电。大电流充放电本身会加速电池寿命的退化,而大电流产生的高温会进一步加剧锂离子电池寿命的退化。因此,高性能锂离子电池和热管理系统的设计已经成为决定48v系统性能的核心挑战之一。

对48v系统成本的极端追求也对企业的成本控制能力提出了很高的要求。相关研究表明,到2020年,48v系统的成本将降至5000元以下。如何在保证高性能的同时实现低成本将是主要48v系统供应商面临的重要挑战之一。

因此,尽管48v系统有着巨大的市场需求,但它的高技术壁垒吓阻了许多企业,其中大多数企业很难在性能和成本之间取得完美的平衡。只有少数企业以其深厚的技术积累和强大的成本控制能力在这一领域取得了显著的成就。其中,a123公司的48v系统最具代表性。万向早在1999年就宣布进入新能源汽车行业。万向电动车有限公司成立于2002年。2014年,万向以1.5亿美元的价格收购了由宝马总裁亨德里克·菲斯克(Hendrik Fiske)和福特设计中心先后创立的菲斯克汽车公司,进入新能源汽车领域。万向最重要的收购是2012年收购a123公司。通过此次收购,万向不仅掌握了动力电池的生产技术,还获得了a123的核心技术——“超级磷酸铁锂”。万向凭借其在超级磷酸铁锂材料方面的技术优势,成功开发出功率密度为5900瓦/千克、工作温度范围为-30-65℃的超级大功率锂离子电池,满足多工况复杂条件下的使用要求,为开发高性能48v轻混合动力系统奠定了良好的基础。

在新能源汽车领域默默工作了20年后,积累了大量财富、发了一笔小财的万向终于迎来了爆炸性的一天。2017年2月,万向公司宣布已从SAIC通用汽车公司获得260万套48v超纳米磷酸铁锂光混合系统订单,订单总额超过10亿美元,从而确立万向公司在48v系统领域的领先地位。

2018年3月,万向a123大功率48v轻型混合动力系统入选工业和信息化部新一批技术改造升级名单,并获得国家正式认可。意气风发的万向集团积极拥抱市场。与吉利合作开发的高性能48v混光系统已经应用于伯瑞吉MHEV车型。得益于万向的先进技术,其节油效果(节油15%)和动力体验达到了一流水平,成为48v混光系统的行业标杆。

在今年的成都车展上,装备a123 48v轻型混合动力系统的捷豹路虎极光运动版以惊人的方式亮相。在a123的48v系统的祝福下,它不仅实现了15%的燃油效率,还将发动机的燃油效率提高了20%,在节省燃油的同时带来了一流的驾驶体验。事实上,不仅吉利、捷豹路虎、SAIC通用、江淮等汽车公司选择与万向紧密合作,目前在中国市场上的几款48v系统车型几乎都采用了万向技术。

万向在动力电池领域的技术优势不仅得到了大多数乘用车公司的认可,也赢得了karma等世界超级轿车品牌的青睐。在今年的成都车展上,卡玛带来了两款超级跑车,由宾尼法利纳设计的2020卡玛里维尔gt和卡玛gt,以及a123的动力电池。作为世界超级轿车品牌的核心供应商,a123与客户携手出现在豪华轿车大厅。

据报道,已有近10万辆汽车安装了karma超级跑车上的电池,其中一些汽车行驶了15万公里,没有发生任何安全事故。万祥的坚持让高品质受益匪浅。长期以来,万向除了各种gbt测试外,还坚持严格的针灸测试,以确保电池在极端条件下的安全性。万向的坚持也在用户中建立了良好的声誉。现在万向已经成为高质量动力电池的同义词。

万向在1999年开始规划清洁能源。它已经投资了近100亿元。它致力于学习和积累。在自主研发的同时,万向积极寻求与国际先进技术和领先企业的合作,参与全球资源的全球竞争,打造具有全球影响力的品牌。万向清洁能源正在形成自身的协同效应,将陆续投资2000多亿元建设10平方公里的“万向创新聚能城”,包括新能源汽车零部件、新能源汽车电池、纯电动公交车和新能源乘用车四大产业部门。围绕清洁能源产业,基于未来的科技应用,它将成为一个开放共享的创新平台。


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