作為輕度混合動(dòng)力系統(tǒng)核心設(shè)備,皮帶集成式起動(dòng)發(fā)電機(jī)(簡(jiǎn)稱BISG)并不為人所知,但由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳動(dòng)穩(wěn)定且優(yōu)勢(shì),在不遠(yuǎn)的將來,除了混合動(dòng)力車、插混動(dòng)力車和電動(dòng)車外,每臺(tái)新車都將配備BISG技術(shù)。
隨著電動(dòng)技術(shù)的不斷向前發(fā)展,48V電動(dòng)輕混系統(tǒng)成為現(xiàn)階段最經(jīng)濟(jì)的主流解決方案,包括奧迪、寶馬、奔馳在內(nèi)的眾多大廠均有大規(guī)模的應(yīng)用,成為輕混系統(tǒng)的代名詞。作為輕度混合動(dòng)力系統(tǒng)核心設(shè)備,皮帶集成式起動(dòng)發(fā)電機(jī)(belt-integrated starter-generator,簡(jiǎn)稱BISG)并不為人所知,但由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳動(dòng)穩(wěn)定且優(yōu)勢(shì),在不遠(yuǎn)的將來,除了混合動(dòng)力車、插混動(dòng)力車和電動(dòng)車外,每臺(tái)新車都將配備BISG技術(shù)。
BISG技術(shù)最新的應(yīng)用是福特Puma和嘉年華的48V輕混系統(tǒng),為1.0升渦輪增壓3缸汽油發(fā)動(dòng)機(jī)提供額外的扭矩。BISG在扭矩替代模式下可以產(chǎn)生高達(dá)的24 Nm的扭矩,從而減少了發(fā)動(dòng)機(jī)的工作量,而在扭矩補(bǔ)償模式下,還可以將發(fā)動(dòng)機(jī)的峰值扭矩提高20 Nm。除此之外,應(yīng)用BISG技術(shù)還能夠降低發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比,安裝更大的渦輪增壓器,同時(shí)利用BISG的扭矩來抵消隨之而來的渦輪滯后現(xiàn)象。
與那些早期48V輕混系統(tǒng)相反,BISG實(shí)際上是一個(gè)螺栓緊固的套件,并且在機(jī)械上盡可能地簡(jiǎn)單,用來代替發(fā)動(dòng)機(jī)的12V交流發(fā)電機(jī)。本質(zhì)來說,它就是一臺(tái)功率更高、體積稍大一些的交流發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī),額定電壓為48V而不是12V,最高輸出功率可達(dá)20 Ps。
如字面意思所示,與交流發(fā)電機(jī)類似,BISG通過皮帶驅(qū)動(dòng)集成到傳動(dòng)系統(tǒng)之中。作為混動(dòng)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)工作時(shí),BISG可將扭矩傳遞到發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸上;而駕駛員松開油門時(shí),曲軸將扭矩傳遞回BISG,BISG切換為發(fā)電機(jī)模式,將汽車行駛動(dòng)能轉(zhuǎn)換回電能,工作原理與傳統(tǒng)的交流發(fā)電機(jī)完全相同。此外,BISG還可以在停起過程中起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī),但通常情況下是通過常規(guī)的12V起動(dòng)電動(dòng)機(jī)冷起動(dòng),避免皮帶打滑,比如上述的福特發(fā)動(dòng)機(jī)。
與常規(guī)的交流發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)相比,驅(qū)動(dòng)皮帶利用額外的惰輪皮帶輪(類似于凸輪軸驅(qū)動(dòng))防止皮帶打滑,可以更穩(wěn)定可靠地將電動(dòng)機(jī)的扭矩傳遞到發(fā)動(dòng)機(jī)。由于排量越小發(fā)動(dòng)機(jī)阻力越小,特別是在重新起動(dòng),因此隨著48V技術(shù)從昂貴的高端車型下沉到低價(jià)的普通車之上,實(shí)現(xiàn)皮帶驅(qū)動(dòng)變得越來越容易。
盡管48V輕混系統(tǒng)中只是用BISG代替了12V交流發(fā)電機(jī),但在應(yīng)用過程中還需要安裝一些其他小零件。其中,BISG殼體集成了一個(gè)用來在BISG的交流電和電池的直流電之間轉(zhuǎn)換的逆變器。除了常規(guī)12V電池外,48V電池組還要為車燈、儀表、起動(dòng)機(jī)和其他常規(guī)電氣設(shè)備供電。
到2020年,1980年代奔馳和供應(yīng)商博世開發(fā)的電子穩(wěn)定程序(electronic stability programme,簡(jiǎn)稱ESP)已有25年的歷史,它的出現(xiàn)把汽車安全性技術(shù)提高了一大截。隨著越來越廣泛的應(yīng)用,BISG也將同樣引領(lǐng)新的電動(dòng)技術(shù)革命。BISG技術(shù)的更多消息,敬請(qǐng)關(guān)注后續(xù)報(bào)道。(來源:autocar 編譯:張季冬)