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動態停缸技術與800V電驅系統,德爾福科技的CES答卷

動態停缸技術與800V電驅系統,德爾福科技的CES答卷

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同樣是新趨勢之一,電氣化與自動駕駛在CES上有著截然不同的待遇。去年開始CES專門為自動駕駛體驗辟出了新場地,但是電氣化的新動向卻只能在寥寥幾個展台看到。這並不奇怪,相較而言,CES並非是展示電氣化技術的好舞台,但是新的產品、戰略或者動態發布則不受此限制。

剛剛拆分完畢的德爾福科技就是在這次CES上少有幾個展示電氣化技術的展商。兩個月前,德爾福拆分事宜最終完成,動力總成業務被拆分出來成立了公司,但是卻保留了德爾福這個品牌,更名為德爾福科技。

此前,車雲菌曾介紹過德爾福的動力業務組成,包括內燃機管理控制系統、混合動力與電驅動業務,以及燃油處理系統。而根據德爾福科技在此次CES上公布的信息,在拆分完成之後,內燃機、混合動力與電驅動系統將會是三個主要業務方向,電氣化進程將會從提升內燃機燃效、優化電子控制、從中度混合動力向電驅動過渡三個方面展開。

從短期看,內燃機在很長時間內依然是動力系統的重要組成部分,因而內燃機本身的燃效提升技術依然最為重要。德爾福科技內燃機控制系統與動力產品的首席科學家John Kirwan表示,目前德爾福科技主要會從EGR、高壓噴射與點火控制技術等方面來提升內燃機的效率。

比如GDCI(汽油直噴壓燃技術)的研發,在去年4月,德爾福已經宣布正在研發第三代GDCI系統,預計熱效率能夠達到42%。第三代GDCI技術的壓縮比預計將提升到16,利用高壓噴射(三次噴射燃油)、低溫尾氣處理等技術來解決汽油壓燃所面臨的問題。

其中,對於點火的動態控制管理是這一階段的重點。

從Kirwan介紹的技術來看,主要會從兩個角度對點火系統進行優化:一是對點火的優化,德爾福科技採用雙點火線圈的方式,類似於交流電,兩個線圈肯定有一個線圈會處於點火狀態,這樣做的好處是,能夠延長點火時間保證氣缸內氣體的充分燃燒,而且與德爾福的DSF技術相配合,能夠根據動力需求隨時點火。

DSF(Dynamic Skip Fire)是德爾福與此前投資的一家初創企業Tula共同研發的停缸技術。發動機停缸技術到目前也並不是一項新技術,通過停止供油、進氣與點火的方式,當前氣缸在進氣之前會斷開凸輪軸與進排氣門之間的連接,凸輪軸正常運轉,但氣門不會聯動,氣缸處於封閉狀態,氣缸內只保留了很少量的氣體,活塞的往複運動會類似於彈簧。

德爾福DSF斷開凸輪軸與氣門鏈接

這樣做帶來最直接的好處是節油與減少排放,但是早前使用機械結構來實現,導致氣缸必須兩兩一起停止,而且在震動與雜訊上會帶來影響,NVH的優化也是停缸技術頭疼的地方。Tula在這項技術中,主要是為其開發計算程序,包括NVH管理等,並將其與發動機管理系統集成到一起,最終可以實現氣缸的動態停止,可以在停止任意數量的氣缸。

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德爾福的DSF技術主要是應用在四缸發動機上,與早前停缸技術大多應用在六缸、八缸發動機有所不同。而且,更重要的是,德爾福會將DSF技術與48V微混系統、米勒循環發動機、使用稀薄燃燒的發動機以及應用在具備自動駕駛功能的車輛上的發動機相結合。

內燃機並不會在短期內被取代,但是在電氣化進程加快的情況下,內燃機單兵作戰的方式也會很快不復存在,而是更多存在於混合動力系統之中。這也是很容易想到的。在越來越嚴苛的環保法規下,考慮到成本與開發時間等問題,以混合系統為主,再配以內燃機本身的燃效技術,才能滿足不同階段的排放法規。所以我們也能看到,48V微混系統在這兩年已經成為「網紅」,成為增長最快的混合動力系統,所以48V微混系統依然是德爾福的重點,而未來的規劃則是從微混進一步向中混、純電動過渡。

德爾福48V與DSF結合的展車

DSF與48V結合一個很好的例子在於,在下坡等場景下,此前使用48V系統時,車輛處於空擋滑行狀態,發動機仍然在工作,而採用DSF技術之後,則可以通過停缸技術進一步降低燃油消耗與排放。

至於與自動駕駛的結合,一方面是自動駕駛本身的需求,另一方面能夠獲得車輛感測器的數據,也能夠對發動機的控制更加精細化。

從電驅動而言,德爾福電子電氣部門的全球工程主管Harry Husted則表示,德爾福的核心積累在於電驅系統的DC-DC轉換器、電池管理系統以及電池充電裝置方面。在未來發展上,一方面會在於電驅動系統集成上,讓電驅動系統能夠更緊湊地被集成,減少空間佔用,便於汽車製造商進行系統設計與安置;另一方面,則會將電驅動系統的電壓從400V提升到800V。

當前的純電動汽車大多數還是中低端車輛,在應用上主要面臨的困境在於續航里程,但是從高端市場來看,大型車與跑車的純電動化也在所難免,保時捷、法拉利等也有規劃推出純電動車輛。因而從純電動的普及來看,提高驅動功率雖然並不是當前最棘手的問題,但是從應用場景而言,也存在對應的市場。德爾福之所以將電壓提升到800V,也是基於這項考慮。

不過對於氫燃料電池方面,Husted表示此前德爾福在此有20年的研發經驗,不過從當前來看,燃料電池系統還並沒有迎來大規模增長,而如果從系統組成來看,燃料電池驅動系統與純電驅動系統有很大的重合,這些重合的組件,也正是德爾福擅長的地方。

當然,內燃機本身的燃效提升、混合動力與純電驅動系統三方面著手並不只是德爾福一家的戰略。拆分對於德爾福科技究竟能夠帶來什麼變化,現在還言之過早。


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