蓄電池裝車100周年 新A8L做了道精妙算術
技術 發布于：2018-04-20 00:15:06
2018年，汽車引入蓄電池的第100個年頭，剛剛入華的第四代奧迪A8L為我們帶來了簡約但不簡單的48V電氣系統（當然，2018款S級更早）。
回顧蓄電池的使用歷史，6V電壓統治了30多年，直至上世紀50年代汽車的用電設備開始增加，12V取代了6V，并且一直沿用至今，統治期超過60年。
其實，早在20世紀80年代，SAE就倡議將乘用車標準電氣電壓提升至42V，但最終計劃擱淺。
現階段汽車電氣系統的用電功率增加至5kW以上，豪華車甚至去到7.5kW以上，可調懸架、電動助力、多區自動空調、巡航系統、線控制動/轉向、座椅按摩加熱、GPS定位等等，這些設備都需要更大的耗電量，因此需要提高電系的電壓從而增大功率的輸出。
如今，在混動節能的當代劇本下，各大廠商也意識到了電氣系統升壓的必要性。2011年由德國三巨頭（寶馬戴姆勒大眾集團）聯合推出的48V系統，不僅能滿足車載電氣的負載需求，還能滿足未來20年甚至更長時間內，汽車產品對混合動力系統的兼容性需求，可謂連接未來的“橋梁”。
12V電氣系統并不會一下子轉變為48V，涉及到生產線以及配套的轉換，整體成本與風險都比較大。未來一段時間內，汽車將以“12V+48V”雙電壓系統形式存在。
雙電壓電氣系統將會按照電器設備和電子裝置消耗的功率分組：
1、其中，如空調、一體式發電機/電機、加熱系統、電動渦輪增壓器、電控懸架、電磁閥等大功率用電設備采用48V供電，可大大降低負載電流，減少體積，利于電子元件小型化、便于提高集成度；
2、消耗功率較小的一組，如照明系統、信號系統、儀表中控臺、電窗門鎖以及發動機噴油點火系統，則采用12V供電，可充分利用現有的制造工藝和技術，降低成本平緩過渡。
作為先行者之一，奧迪在第四代A8L之上使用了48V電氣系統，并保留了12V電氣系統。
奧迪這套48V電氣系統使用了BSG啟動/發電一體機（Belt-DrivenStarterGenerator），但由于BSG電機裝在曲軸后端（飛輪的另一側），它并不能用于驅動車輛（無法純電動），屬于最低端的“輕混動系統”，同時也是結構最簡單、實現最容易、成本最經濟的節油解決方案。
由于BSG的加持，第四代A8L擁有了以下幾項特性，并因此削減了0.7L/100km的油耗：
1、此前由發動機驅動的高負載部件如今可由48V系統驅動，如空調壓縮機、冷卻水泵、真空泵等部件；而燈光、音響等低負荷部件則由12V系統（更穩定的鉛蓄電池）驅動；
2、汽車在遇紅燈時無需怠速，并可隨時順滑啟動，48V BSG電機讓點火時間更短，噪音更低，振動更少；
3、低于60V安全電壓，不需要采取額外的電壓防護，且成本相對高壓混動系統會低廉非常多；
4、能源再生，重力勢能與動能可被BSG逆轉為電能，儲藏在48V電氣系統的鋰電池中；
5、在長下坡路況中，轉變為發電機角色的電機在收集能量的同時，也在實施非接觸式制動（電磁場的阻力），進一步提升舒適度和安全性。
可見，第四代A8L的BSG并非什么黑科技，你大可將其看作發動機自啟停系統的魔改升級版。話又說回來，自啟停系統本來就不是什么好東西，它只不過是車企為了應付日益苛刻的排放法規和燃耗要求做的一份應試作業，對于日常使用體驗毫無增益可言，“空調關了、起步慢了、發動機壽命下降了”等等副作用倒是可以用過“自啟停關閉按鈕”一鍵屏蔽。
至于第四代A8L的48V BSG，48V BSG啟動比12V更順滑，且可以帶來5%左右的駕駛循環油耗改善，成本僅需大約600元人民幣/1%，比日系輕混/作弊軟件都來得實惠……
48V電氣系統的可行性自于電池技術的突破，鋰電池在尺寸、重量、充放電速度等方面的優勢都是鉛酸蓄電池所不具備的，但鋰電池的低穩定性和低溫衰減也是暫時無法解決的問題。
除了啟停系統的性能增益，48V電氣系統還能為奧迪的一批神器提供后援服務：
1、前后空氣彈簧：這項高成本技術早已家喻戶曉，結構沒多復雜，空氣彈簧本體、空氣壓縮機、蓄壓器、控制單元、空氣管道、減振器等等原件就構成了；原理也很簡單，要升高，多充氣，空氣柱行程增長；要降低，少充氣，空氣柱行程縮短；要調硬朗/軟糯，空氣壓力與減振器調校都會涉及。48V系統加入之后，空氣壓縮機的功率可以加大，空懸系統的反應速度得以提升。
2、主動懸架系統：核心便是前后軸上的電子防傾桿。新A8L的每一根電子防傾桿都由左右兩個電機組成，既可以輸出扭矩，也可以回收能力，甚至把路面顛簸的能量都能撈回來收到48V電氣系統的鋰電池包里頭，真是算死草……
3、后輪轉向技術：這款玩意也不算新鮮，低速靈敏，高速穩健。雖然奧迪暫未公布后輪轉向是否由48V電氣系統供電，但使用48V的可能性也并不小，畢竟優勢在。
4、滑行狀態：剛剛已提到過的能量回收，其實同時進行的還有空擋滑行。第四代A8L通過傳感器收集信息，并在前方路況空閑時關閉發動機進入滑行狀態，在30-160km/h的速度區間內進行最長45s的滑行。請注意，滑行極速是160km/h……48V電氣系統能有效保持轉向助力等電氣系統的持續運作。至于非e-tron版本使用真空泵實現制動助力，在滑行狀態下如何保證及時和足量的制動力，筆者也想請教一下……
6、電子增壓器：奧迪已經在逐步推進電子增壓器，48V電氣系統能為發動機的電子增壓渦輪提供更穩健的能量來源。
降低0.7L/100km油耗并不會驚天地泣鬼神，為空氣彈簧、電子防傾桿等部件提供4倍電壓也不是黑科技的一部分。48V電氣系統并未為汽車工業帶來質變，但卻是一種良性量變，因為在“12V+48V”雙電壓系統形式的過度歷程中，汽車生產企業與汽車使用者都找到了成本不高、影響最小的解決方案。
（圖/文/攝：皆電 黃恒樂）
簡介：男，識字。
