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四大汽车供应商48V混合动力电池系统设计

   2018-04-28 2390
导读

博世48V混动产品2017年,博世在电气化领域取得重大进展。博世全新开发的48V混合动力电池能够快速集成到新车型中,帮助现有汽车制

 博世48V混动产品

2017年,博世在电气化领域取得重大进展。博世全新开发的48V混合动力电池能够快速集成到新车型中,帮助现有汽车制造商和类似的初创企业缩短开发周期,节约成本。

这款锂离子电池可以安装于众多车型,如紧凑型车、迷你车和微型车等,预计电池将于2018年底开始量产。

 

汽车零部件,48V

 

 

考虑到市场对入门级混合动力车型的巨大需求,博世还将提供除48V电池以外的其他动力总成部件。博世预计到2025年,约有1500万辆48V混合动力车将行驶在道路上。

 

博世电驱动桥产品

 

到2019年,博世新型电桥(eAxle)将进一步提升电动车的续航里程。

 

据悉,通过一个可扩展和模块化的平台,博世的电动轴驱动系统(eAxle)为汽车制造商带来了电动化。与独立的驱动部件比起来,该驱动系统的成本效率能提高5%-10%。eAxle可适用于多个汽车平台,把博世公司顶级的动力总成部件结合成了一个系统。

 

 

汽车零部件,48V

 

 

博世称,最新推出的“实现了完全整合的动力总成”与传统的电动汽车动力总成比起来要小20%,此外,新动力总成的生产成本也要更低。博世并未透露“eAxle”动力单元的规格。

 

博世放弃电动汽车电池业务

 

经慎重考虑,博世宣布:将放弃自制动力电池单元,转而通过外购电池单元及自身强大的电池管理系统技术与系统集成能力来为客户提供完整的电池系统。

 

关于这一点,Rolf Bulander给出了4条理由:

 

市场层面: 全球动力电池市场由亚洲5大公司(宁德时代、日本松下、韩国三星、韩国LG、深圳BYD)霸占,并且这几家已成了气候,博世若此时投产电池单元,不仅占不到什么便宜,还要冒很大的市场风险。

 

技术层面:动力电池新技术层出不穷,更新换代迫在眉睫。目前的以液态电解液为主的锂电池的能量密度还不能充分满足电动汽车需求,博世更看好固态电池以及下一代锂电池技术,但预计到2025年才能走向成熟。

 

成本层面:一个电池单元的成本有75%来自于锂等原材料,加上加工、包装、运输等费用后,利润空间十分有限,价格战一旦打起来,可以说赚不到几个钱。

 

投资层面:到2030年,全球动力电池产能将达1000GkWh,如果博世的市场占有率要达到20%的话,那么至少要投入200亿欧元来购买电池单元的生产、检测、回收等设备。这笔钱对于任何一家零部件企业都不是小数目。何况一旦技术上出现革命性创新,那么前期投资极有可能打水漂了。

 

然而,这并不代表博世就此放弃电池系统的研发和制造。非但如此,博世还继续加大在该领域研发力度。

 

Rolf Bulander对动力电池技术的未来信心满满,他认为博世在这一领域的优势集中体现在三个方面:

 

“三电“(电池、电机和电控)系统的集成能力,博世是全球目前少有的几家已全面具备强大的电驱系统、电池管理和整车电控的研发能力及核心技术的公司。

 

能量效率核心know-how,博世正在开发能效更高的下一代电机、逆变器、汽车热管理系统,采用博世的系统,同等电量的情况下,车辆具有更长的续航里程。

 

标准化,博世的目标是通过标准化的设计与管理来不断完善电动技术和减低成本,使得电驱汽车真正迈入大规模应用的时代。

2采埃孚ZF

采埃孚混合动力产品

 

在混合动力电驱系统方面,zf能够为整车制造商提供全套的混合动力组件。不论是微混或是全混,zf可以根据变速器不同的混合动力程度,为客户度身定制具体的解决方案。

 

 

汽车零部件,48V

 

 

目前,采埃孚混合动力版的8挡自动变速箱已应用于许多量产车型中(比如宝马Activehybrid 7车型和奥迪Q5 hybrid quattro车型用的就是这个)。

 

根据厂家介绍未来,采埃孚也计划推出混动力版的9挡自动变速箱,专为匹配前横置发动机的乘用车。在国内采埃孚实际上还承担着不少匹配工作,比如为很多车企完成发动机和变速箱的匹配。

 

采埃孚还致力于开发先进的自动变速器,如 8 挡插电式混合动力变速器系统。它在钟形罩内集成了一个高性能电机,替代了变矩器,使车辆能够使用纯电动驾驶达到每小时 120 公里的最高时速,从而实现了本地零排放。

 

采埃孚的混合动力产品组合包含各种性能类别的电机,并配备了由采埃孚设计和制造的可完全兼容的控制单元、软件和功率电子元件。

 

采埃孚电驱动桥和集成电驱系统

 

为了实现纯电动和零排放,zf专为中小型乘用车研发了一款中央电驱产品,以适应越来越多的车企进行电动汽车的正向开发模式,这款产品位于车桥中部,最高功率为120千瓦,即使在低速下仍能输出高扭矩值,其加速性能丝毫不亚于传统的内燃发动机。

 

 

汽车零部件,48V

 

 

另外,这款中央电驱产品结构紧凑,重量仅约45公斤,便于整车前后空间布置动力电池,以达到更好的操控性和稳定性,动力电池前后均衡布置被认为是目前较为主流的布置方式,宝马i3、teslamodels这些全新电动汽车底盘设计车型都采用了这种布置方式。

 

对于许多纯电动车来说,电动马达和逆变器共同运行在一个特定行驶工况时会产生一定的能量损失,而采埃孚推出的电驱装置提供了该问题的解决方案,采埃孚通过对整套电驱系统的性能优化,使得电能转换效率提升6%。

 

集成化的动力电源是这款装置的一大特点。同时,采埃孚也在研发适用于各个输出级别的模块化系统,以更好的满足不同客户和车辆的需求。未来,采埃孚电驱系统将不再仅仅适用于小型车和紧凑型车,而将依托车桥混合动力模块,将产品线进一步拓展到中高级别的前轮驱动轿车。

 

采埃孚底盘、电驱和变速器

 

采埃孚在底盘方面,从球铰链、减振器到整套车桥系统都提供,它在这一领域的优势,是能够提供整个车桥系统的解决方案(比如可根据车型调校底盘和悬挂,包括底盘NVH优化,在国内它就为ABB提供整个车桥服务)并提供一些技术含量高的产品,比如采埃孚的无级可变阻尼控制减振器(简称CDC)可根据不同的驾驶工况,对每个车轮上的阻尼力分别进行实时优化。

 

2013年投入量产的采埃孚主动式后轮转向系统(简称AKC),通过机电执行机构改变两个后轮的前束角来辅助前桥的转向动作,可提供车辆的操控性和安全性;比如在底盘轻量化技术方面,采埃孚最新展示的玻璃纤维塑料(GRP)制成的板簧,相较于传统的钢结构车桥,采埃孚研发的轻量化车桥的重量最多可减轻15%,轻量化支柱式悬挂模块的质量只有传统钢-铝结构产品的一半。

 

同样,采埃孚以模块化后桥概念的形式为传统车辆提供了完全集成的传动系统和底盘解决方案。凭借电动桥驱动以及采埃孚的主动式后轮转向系统(AKC),此项为转向功能而设的创举可实现轻松升级。

 

比如相比目前市场主流的横置6挡变速箱,采埃孚9挡自动变速箱(9HP)高达9.81的大齿比可额外降低油耗16%,不过注意了,这个效率是车辆以120千米/时匀速行驶时测出的,所以实际省油肯定没这么明显。

3日本电装DENSO

与丰田、马自达联手

 

日本汽车公司丰田、马自达和大型汽车零配件制造商电装公司宣布,三家公司就合作研发电动汽车相关技术签署合同,并决定为此成立一家新公司。

 

三家公司在28日联合发布的新闻公报中说,丰田、马自达、电装将分别以90%、5%、5%的比例总计出资1000万日元(1美元合计112.7日元)。

 

 

汽车零部件,48V

 

 

新公司总部设在离丰田总部所在地不远的名古屋市,主要从事能覆盖各级别、各车型的电动汽车基本构造相关技术的研发工作。新公司的专职工程师主要从三家公司借调。

 

在美国设厂生产电控组件

 

近年来,世界许多国家和地区对温室气体排放的限制日趋严格,一些地方甚至硬性规定了销售车辆中必须有一定比例的电动汽车。

 

日本电装将投资10亿美元改造其位于美国田纳西州玛丽维尔(Maryville)工厂,主要用于生产电动汽车、混动汽车及自动驾驶汽车配件。

 

随着越来越多的汽车制造商公布其在美国生产电动汽车的计划,日本电装的巨额投资有助于解决近来困扰电动汽车行业的难题。

 

日本电装将在美国本土投资建造三条生产线,即:未来的互联汽车所需的电动车逆变器(EV inverters)、雷达组件(radar components)及数据控制模块(data control modules),而其它的日本的汽车巨头则是在日本本土生产这些配件。

 

此举解决了丰田的燃眉之急,丰田是日本电装最大的客户,也是日本电装的大股东。丰田计划在美国建造一个工厂与马自达一起生产一款或多款电动汽车,但车名未定。

 

日本电装的高管上周在玛丽维尔工厂时透露,他们将扩大生产线,生产混动车和电动车所需的电气化产品,其安全性高,可实现网络互联。此外,他们将为整个北美客户提供这些部件。

 

电动汽车不再是处于边缘的受冷落者。作为日本电装的另一重要客户,通用于上周透露,在未来的18个月里,通用将引进两款新型电动汽车。此外,截止至2023年,公司将新增20款电动汽车或者氢燃料电池汽车。

 
(文/小编)
 
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