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【乾貨】48V汽車系統市場及主流企業分析

【乾貨】48V汽車系統市場及主流企業分析

導讀: 48V系統是指系統電壓為48V,用能量小於一度電的功率型鋰離子電池替代傳統的鉛酸電池,用BSG電機替代傳統的啟動電機和發電機,除了自動啟停功能之外,還能夠在必要的時候,為車輛提供輔助動力。

OFweek鋰電網訊 48V系統是指系統電壓為48V,用能量小於一度電的功率型鋰離子電池替代傳統的鉛酸電池,用BSG電機替代傳統的啟動電機和發電機,除了自動啟停功能之外,還能夠在必要的時候,為車輛提供輔助動力。

一般來說,48V系統由三大件組成:電機、鋰離子電池組以及DC-DC轉換器。48V系統一般與內燃機並聯。相較於高壓混合動力系統,48V微混系統能夠以三分之一的成本提供了全混合動力的三分之二的好處,讓燃油經濟性提高了15%至20%。

48V還可以用於驅動電動增壓器(e-ger)。電動增壓器取代傳統的等待廢氣讓渦輪達到最高速度,會讓加速過程更加迅速,同時滯后感也會並不那麼顯著。

圖表1 48VBSG系統架構

近年來,歐洲在48V上的布局較為積極,2013年,歐盟批准了2020年二氧化碳排放標準,要求到2020年新車平均二氧化碳排放水平控制在95克/公里,否則就要接受高額的罰款。還要求48VBISG啟停技術也在2020年之前在歐洲普及。歐盟二氧化碳排放標準與實施的第四階段燃油限值標準、美國限制車型油耗的CAFE標準等,一同成為促使整車廠以及零部件供應商探討節能減排技術的加速劑。

在,根據工信部修訂的《乘用車燃料消耗量限值》和《乘用車燃料消耗量評價方法及指標》,至2020年,所有企業生產的乘用車平均油耗必須降至5.0升/100公里。單純靠提高發動機的燃油效率達到排放目標基本是不可能完成的任務,汽車混動化,純電動化是最佳技術路線。純電動化雖然是汽車的終極目標,但是由於高成本以及續航問題,無法在短期內大量普及。因此48V輕混系統就成為眾多企業目前最現實的選擇。

圖表2全球主要國家及地區48V系統市場情況

歐洲是未來48V系統的主戰場,歐洲車企以及零部件供應商比較樂觀,推動非常積極,如果歐洲推廣順利,也會緊隨其後。根據預測,2025年全球48V系統裝車量1100萬輛。

圖表3 2016年全球48V系統區域市場份額

預計至2025年,48V微混車將佔混動車的一半以上。48V微混動力電池市場前景廣闊,預計到2020年,全球48V系統鋰電池的市場空間將達200億元。

企業方面,目前已經有多家零部件廠商和整車廠商正在開發和應用48V微混系統。

零部件企業:大陸集團、法雷奧、德爾福、博世、日立等;

電池企業:力神、寧德時代、江森自控、風帆、萬向、中航鋰電等;

整車企業:大眾、長安、吉利、廣汽、長城、比亞迪、一汽等。

1.大陸集團

大陸是48V系統的先行者,大陸集團的48V微混系統採用所謂的「P0」結構,該系統被安置在原起動電機的位置,通過皮帶與發動機曲軸相連接,因此其與現有的內燃機進行集成十分方便。由於設計十分緊湊,這套系統所佔用的空間僅相當於傳統的起動電機的大小。

2017年年底之前,雷諾Scénic(風景)及GrandScénic(大風景)將搭載大陸48V柴油版混動系統。憑藉該套系統,Scénic的百公里綜合油耗為僅3.5升柴油,而CO2排放更是被降至92g/km,在同級別車中無人能及。這也是48V「混合輔助系統」首次用於生產汽車。

2.博世

博世提供了48V系統的整套解決方案:BRS系統(BoostRecuperationSystem),並計劃2017年量產。2016年5月21日,FIAElectric,NewEnergyCommission,GermanMotorsportAssociation(DMSB)在柏林聯合發布採用博世BRS系統的卡丁車,裝備2台BSG,總功率20kW,百公里加速不到5秒。這是博世對2017年進行量產的BRS系統進行的應用測試。

3.德爾福

德爾福當前推出的是基於P0構架的48VBSG系統,並在本田Civic1.6L柴油車上進行了驗證,降低二氧化碳排放超過10%。

2016年4月,德爾福宣布已經和2個客戶達成合作,並計劃在2017年量產48V系統。

4.法雷奧

法雷奧為48V輕混系統提供了核心零部件,包括48V電動增壓器、BSG、離合器、DCDC。法雷奧48伏動力總成系統由48伏電子增壓器、48伏iBSG皮帶式起發電一體機構成,可最大程度地回收汽車制動能量。

5.日立

日立汽車系統在2016年3月完成了面向48V中混動力汽車的鋰離子電池組的基本設計。2016年新開發的48V鋰離子電池組將BMS基板、電池單體、繼電器、保險絲組裝載於同一箱體內,具有可組裝性強、可靠性高的特點。

從2016年開始,日立汽車系統將開始向汽車製造商客戶供應48V系統樣品,並致力於2018年度實現量產。

6.江森自控

江森自控的48V微混電池系統採用的是雙電壓結構設計,即在一輛汽車上搭載兩個電池:48V鋰離子電池與12V傳統起動電池。48V電池可以向更高功率的負荷提供電力。12V電池可為汽車起動、車內外照明和娛樂系統(如收音機和DVD播放器等)持續提供電力。

7.萬向

萬向集團的48V微混動力電池技術來自F1賽車的高功率電池技術,是在納米磷酸鐵鋰技術基礎上開發而成。該電池產品具有高功率的特性(電池的電芯功率密度為3千瓦/公斤),在低溫下表現良好,可以在最低零下30攝氏度下釋放比鉛酸電池更多的電量,並能達到持續5年的生命周期。

2017年2月,萬向一二三獲得上汽通用價值超過10億美元的260萬套48V超級磷酸鐵鋰電池訂單。該系統電池是在納米磷酸鐵鋰技術基礎上開發而成,並對負極材料研究作了改進和優化。該產品由14個8安時電芯組成,電池高度96毫米,電芯功率密度3千瓦/公斤,電池功率密度2千瓦/公斤。

8.寧德時代

寧德時代已經規劃了三代48V產品,第一代產品主要主要實現基本的啟停、加速、能量回收功能,採用12~13個10安時電芯的pack。第二代產品將實現更高的節油減排效率,在電池上採用15-30安時電芯的pack,第三代產品則將提供更多的電氣功能,在電池上將採用25-40安時的電芯pack。預計其第一代產品將在2017年實現標準化量產。

9.比亞迪

2013年,比亞迪就推出了自己的48V微混技術——綠混系統,用48V的磷酸鐵鋰電池。在這套48V電壓平台上可以集成更多的用電設備,比如起停裝置、電動助力、LED燈具等。為了進一步降低能耗,比亞迪還將家電行業中的變頻技術應用在車輛上,比如變頻壓縮機、變頻油泵、變頻風扇等,這些變頻裝置最終可以實現節能的目的。

在綠混技術中,比亞迪還應用了一個低電壓、大扭矩、雙繞組的電機。該電機可以在48V低電壓的條件下協助發動機進行加速(傳統混動車型都需要100V以上的高電壓),從而減少燃油消耗,在剎車或減速滑行時,通過該電機來回收制動能量並對鐵電池進行充電。

通過使用48V電壓平台以及對全車用電設備的改進,同時配合發動機啟停、制動能量回收、低滾阻風阻等技術,可以使搭載綠混技術的車輛實現百公里節油1.5升左右。

10.奧迪

奧迪全新一代A8將推出搭載48V鋰電池的混合動力版車型,此套系統與電機匹配后可擁有相比傳統混動車型更出色的性能和燃油經濟性表現,而車輛在進行諸如制動等動作時,產生的多餘能量則將被儲存到48V電池組中。該系統將帶給全新一代A8車型在功率上提升16馬力,扭矩上提升60牛˙米,同時在NEDC測試方案下,新車的油耗也將有0.7L/100km的下降。奧迪宣稱這套混合動力系統未來將在其家族其他車型上使用,例如全新A6、A7等。

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