市面上出現(xiàn)了奧迪48V輕型混合動(dòng)力汽車(MHEV)之后,我想更深入地研究48V MHEV與傳統(tǒng)12 V發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)相比有什么優(yōu)勢(shì)。
奧迪A8經(jīng)過證實(shí)是進(jìn)行此類對(duì)比實(shí)驗(yàn)的理想車輛,因?yàn)?span style="color:rgb(255,0,0);">它既能夠使用傳統(tǒng)的12 V起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī),也能使用48V起動(dòng)系統(tǒng)。從起動(dòng)方面來看,在停止/起動(dòng)階段,48 V系統(tǒng)可提供更大的扭矩和功率,而且不會(huì)出現(xiàn)12 V系統(tǒng)的滯后現(xiàn)象??紤]到這一點(diǎn),我認(rèn)為用數(shù)學(xué)通道將兩種系統(tǒng)隨時(shí)間變化的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較將是很有幫助的。
首先從12 V系統(tǒng)開始,下面我們將使用傳統(tǒng)的起動(dòng)馬達(dá)來起動(dòng)V6 3.0 TDI發(fā)動(dòng)機(jī)。
圖1 12V系統(tǒng)RPM曲線
如圖1所示,我已經(jīng)通過數(shù)學(xué)通道電壓*電流計(jì)算出了起動(dòng)功率,另外由曲軸傳感器信號(hào)(使用了低通濾波)計(jì)算出了發(fā)動(dòng)機(jī)RPM。圖2中我添加了多個(gè)數(shù)學(xué)通道,根據(jù)功率和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速計(jì)算扭矩(N·m),根據(jù)功率和時(shí)間計(jì)算以瓦特小時(shí)(Wh)為單位的消耗電能,并且將功率進(jìn)行積分來計(jì)算以瓦特秒(Ws)為單位的消耗電能。添加一些測(cè)量,我們可以得到起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)所需的460ms這段時(shí)間內(nèi)各個(gè)事件的波形和數(shù)值。
圖2 12V系統(tǒng)扭矩和電能曲線
接下來,我們觀察48V系統(tǒng)起動(dòng)同一發(fā)動(dòng)機(jī)有什么不同。依然是通過數(shù)學(xué)通道計(jì)算出扭矩(N·m),以瓦特小時(shí)(Wh)為單位的耗能,還有以瓦特秒(Ws)為單位的耗能,以便在兩個(gè)系統(tǒng)之間進(jìn)行直接比較。
圖3 48V系統(tǒng)RPM曲線
圖4 48V系統(tǒng)扭矩和電能曲線
差異最明顯的第一項(xiàng)是,48 V系統(tǒng)的起動(dòng)時(shí)間僅為277 ms,而12 V系統(tǒng)的起動(dòng)時(shí)間為460 ms。雖然460ms已經(jīng)是個(gè)很不錯(cuò)的數(shù)據(jù),但需要注意的是,使用48 V系統(tǒng)時(shí),起動(dòng)速度從零快速增加到怠速工況,并且在四分之一秒內(nèi)就達(dá)到了600 rpm以上的轉(zhuǎn)速!總結(jié)一下測(cè)試結(jié)果:
圖5 結(jié)果對(duì)比
我需要重新查看12 V系統(tǒng)所消耗電能(mWh)的數(shù)據(jù),因?yàn)樗鼈兛雌饋聿徽_!這可能是因?yàn)樵谝粋€(gè)波形緩沖器中采集到了三次起動(dòng)事件,而48 V系統(tǒng)僅包含一次起動(dòng)事件。我會(huì)盡快反饋。
總而言之,功率、轉(zhuǎn)矩和速度的所有這些數(shù)據(jù)的提高都是因?yàn)橥耆?dú)立的48 V電源系統(tǒng),因此將起停階段對(duì)12V系統(tǒng)的影響最小化。除此之外,油耗、排放和能量回收都得到了改善。
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