環保不意味著妥協，輕混動告訴你節能也可更從容
現如今不管是國內還是國際對汽車排放要求越發嚴苛，隨著而來的各種新的科技也是鋪天蓋地，在這之中輕混是目前最為直接有效的方式之一。因為對於工程師而言，一輛汽車最難追求的則是平衡，例如我們需要節能勢必會犧牲性能或舒適性，如果增加強混驅動單元又會改變整車布局增加成本，此時諸如奧迪、賓士、凱迪拉克等豪華品牌應用的輕度混合動力系統就成為目前最為高效、適中的解決方案。然而技術路線的不同，這種輕混技術也在逐步更新迭代，並分為48V和90V兩種發展方向，那麼兩者都是怎麼做的呢？
目前，輕混動技術日趨成熟和完善，48V或90V的輕度混合動力系統對於傳動車可以起到直接的節能效果，而且對於駕駛品質感也有極大提升。例如目前全新奧迪A8全系標配的48V輕度混動動力系統，這套48V電氣系統與12V系統實際上是保持平行的關係，即48V系統處理空調、制動能回收、主動懸掛以及混合動力系統，而傳統的12V系統處理照明、音響、娛樂和點火等裝置。此外，全新A8上的48V交流發電機可以以22km/h時速作為判斷，如果是持續加速，車速達到55-160km/h的時候，收油門車輛進入滑行模式時發動機變會關閉，這一階段的臨界時間可以長達40秒。而如果是制動狀態，交流發電機又可以回收制動能，功率高達12kW，由此每100公里可以節省0.7L燃油。
這套48V電氣系統除了在節能方面的貢獻，對於舒適性與輕量化也有著不小的幫助，例如自動啟停功能對於傳動汽車節能起到了很大幫助，但其實際體驗性因車而異。傳統燃油車空調壓縮機需要發動機提供能源，當自動啟停工能啟動後發動機熄火，空調製冷效果為零，而48V電氣系統可將其轉為電動空調。於此同時，48V電氣系統還可以給主動懸架，電動轉向，電動暖風等供電，在一定程度上達到了節能減排需求。另外，將車載電器工作電壓提升到48V後，可以進一步降低損耗，同時可以降低線束外徑降低一定重量。
在48V之上，凱迪拉克又將輕混動技術提升到了另一個高度，並且節能效果更佳出眾。搭載90V「輕混」系統的凱迪拉克XT5 28E目前已於成都車展正式上市。凱迪拉克XT5 28E搭載2.0L渦輪增壓發動機，最大功率198kW，最大扭矩400N·m。三相交流電機功率6.6kW，可輸出扭矩49N·m，與交流直流轉換器連接。動力電池組件容量為450Whr，採用90V電壓。
凱迪拉克XT5 28E的90V輕混動系統技術是在奧迪48V系統基礎之上的進一步延伸，這套輕混系統由於採用小容量電池組，電池組被安裝在後軸上方，所以對於車內空間無任何損失，駕乘空間與備廂空間都與汽油版相同。整體功能包含了48V系統的大部分應用，除此之外，這套輕混動系統可以應用於驅動環節，提升駕駛質感。
以往車輛在走走停停工況下最為費油，對動力總成磨損也最為嚴重。凱迪拉克XT5 28E應用的90V輕混系統可以在起步初期便參與驅動環節，提供瞬時的純電啟動，電動機可以提供49N·m動力輸出，當發動機進入做工後，電動機隨之推出工作。加速行駛時發動機與電機同時工作，可進一步提升動力響應。此外，當車輛處於滑行狀態下通過電機反轉也可以為電池進行充電，同時輔助發動機平順扭矩，以便後續服務車內電氣系統或輔助起步。
當然除了90V混動系統，凱迪拉克XT5 28E另一個先進之處在於換裝全新9AT變速器。這台全新9AT變速器來自於通用集團，相比ZF的9AT變速器這台變速器只有兩個超速檔用於高速巡航，1至7檔之間的檔位差距較小，更加細密的齒比和聰明的換擋邏輯策略，從而兼顧提速性能和高速巡航燃油經濟性。此外，這台9AT變速器為適應眾多車型布局擁有較高的集成度，為此這台9AT重新設計了一擋和倒擋齒輪部分的離合器。除此之外，通用9AT採用軸上布局方式，將所有的齒輪以直線的方式排列在輸入軸上，使得整體空間更為緊湊。
與此同時，通用9AT增加了一個啟停儲能器，啟停儲能器內部主要由彈簧和油腔構成。發動機熄火前，油液已經預先湧入油腔內壓緊彈簧，使彈簧具備能量。在車輛啟動的一瞬間，儲能器釋放彈力勢能將腔內油液「擠」出油腔，保證換擋機構能夠快速切換到1擋，從而獲得更為平順的使用效果。在90V系統加持之下，凱迪拉克XT5 28E在起步初期，輔助電動機出色的動力響應以及扭矩爆發迅速的優勢得以發揮，可以直接推動車輛前行，在此階段發動機無需高負荷工作，且發動機進入工作狀態後電機隨之淡出工作。相比現有的啟停系統，凱迪拉克XT5 28E在堵車路況下，走與停之間的切換更加平順，動力輸出更加輕盈，對動力系統磨損與能耗得到有效降低，擁有更佳出色平順的加速能力。
筆者有話說：
48V輕混動技術，多用於彌補車輛啟動時的動力損失，有助於回收制動以及較低負載工況下的能量回收。因此筆者認為48V輕混動技術更適用於主打節能的家用車，與小排量發動機匹配，技術結構簡單，節能效果較為顯著。
90V輕混動技術，則是強調「電驅動起步」時的節能，發動機啟動後，渦輪增壓器並未介入之前的能量補充，並用於不同速度區間急加速時的能量輸出的加持。 90V混動技術應用車輛多為豪華大型性能車，可以適配直列4缸2.0T發動機、V型6缸2.7T發動機，甚至更大排量的發動機。
48V輕混動系統在目前而言對於傳動汽車改變並不大，並且應用成本也不會有明顯提升。故此，包括國內外多家車企已經將其普及化，有效改善節能效果的同時照顧了車內舒適性。在此技術之上，凱迪拉克XT5 28E應用的90V則將輕混系統應用至驅動環節，有效提升了動力性響應與節能效果，而通過滑行或減速時回收的能源則繼續應用至車內，從而將整套系統更加完善的整合至車內各個環節。
以節能為大前提的48V混動技術門檻低，適配發動機和驅動模塊範圍較窄。而兼顧節能，傾向於性能提升的90V混動技術，可以與不同排量發動機相匹配，並可延伸出前橋油+電、後橋電驅動的更強性能模式。在排放、舒適性以及性能層面的平衡更優於48V「弱混」系統。
那麼凱迪拉克為什麼要將90V混動技術引入呢？答案很明顯：在當下中國汽車市場受到「稅費」引導的大背景下，大多豪華品牌皆以2.0T作為主力動力系統。這也是原本裝載V8、V6發動機的奧迪Q7、賓士GLC等豪華SUV，均採用了直列4缸2.0T發動機的根本原因。基於目前的市場狀態和用戶痛點考慮，凱迪拉克率先引入了90V輕混動技術，為的就是在滿足現有中國市場對於油耗的相關政策前提下，不犧牲甚至最大限度上提升加速性、平順性、靜音等駕駛品質感，而這也是目前比較理想的解決方案。
文/電動GO網宋楠
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