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Hybrid知多啲之:乜嘢係BSG同ISG摩打?

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書接上一回《Hybrid知多啲之:市售Hybrid技術種類簡析》,今次我哋從最入門級嘅MHEV(Mild Hybrid Electric Vehicle)輕混能車型開始,為大家“拆解式”地去介紹其內裡蘊含之相關科技,以及其帶來的改變到底為車主做到什麼。

BSG – “最佳水泡”

No offense,原本我都認真思量過好多種比喻,但最終都係覺得用男女戀愛關係來形容,最為貼切,如有雷同實屬不幸。

而本文主角之一的BSG(Belt-Driven Starter Generator,皮帶驅動啟動/發電一體化電機,下簡稱“BSG摩打”),作為最最入門的MHEV實現形式,可能佢最大的優點,就係作為一般車型到混能的平穩過渡。

圖:BSG摩打,外觀同傳統發電機區別不大

背後其實有歷史原因,如早年有留意開車輛引擎科技的看官,就會發現因為環保,圍繞著動力核心周邊的零件,開始慢慢產生變化:

隨著與汽車行業息息相關的環保法例的EURO 5(Euro 5 Emission Standard,歐盟5排放標準)實施之後,以歐洲車為首,2006年開始逐漸在新車型裡面加入並普及Start/Stop System(自動啟停系統)。為了實現該功能,原本的Starter(起動摩打)換成了更強勁、更耐久的型號,以應對頻繁啟動;電池亦換成了可以支持頻繁啟動的AGM(Absorbent Glass Mat Battery,玻璃纖維隔板電池),為的是在停車等候時,可以自動關閉/起動引擎,減少那麼點點排放,順便節省些許燃油。

圖:而新功能加入之後,反而劣評如潮。例如話“例如話起動時chok過林峯”、“該停嘅時候唔停,該走嘅時候慢半拍”等等,基本都係用家的負面體驗。 原意係好,但由於“個人上限較低,又擺唔啱自己位置”,初代“Band-Aid Guy”就咁式微。

長江後浪推前浪,BSG摩打作為同一道路上的正式繼任者,點都要有番啲新表現:

顧名思義,皮帶驅動啟動/發電一體化電機,便是將原本分開的起動馬達和發電機集於一身,更簡單直接,重量輕,反應快,震動低,唔會chok chok吓

所處位置和結構的改進,使其可以從以往僅進行啟停的角色,進而轉變爲可以直接參與引擎出力,可在車輛起步/加速過程提供額外動力,在turbo車上還可以顯著減少turbo-lag之負面影響,行車更為順暢舒適
可以作為能源回收裝置,車輛減速的時候進行Energy Regen,幫電池充電

可以作為能源回收裝置,車輛減速的時候進行Energy Regen,幫電池充電

相比起早前技術,BSG摩打對燃油經濟性,有可見的幫助

圖:BSG搭載於車型非常廣泛,從entry level的eco車型,到相對high-end的行政車型比比皆是。而筆者最為欣賞的,是Jaguar/Land Rover的路線,為了BSG系統,專門整合了帶有冷卻系統的鋰電池+電池控制器的一體化部件,放置於副駕駛側地台之下,更穩健,且大方地配備於全系列車型,抵讚。

就好似阿媽最喜愛嘅“隔離屋乖仔”一樣,BSG面世之後亦都冇停止過進步,12V機型的輸出從初始的3kw(約4ps)提升到最高接近10kw(約13ps),後續亦發展出與其更搭的48V平臺,將輸出功能一舉提拉到最高20kw(約27ps,但需要額外冷卻)的水平,深度參與到引擎日常的動力輸出上(此類高輸出BSG摩打因為hybrid參與到更高,又被稱為HSG – Hybrid Starter )Generator,並進一步支援EURO 6標準的需求。

圖:AUDI採用的高輸出HSG系統,可見所需電池組大小和冷卻系統支援都較一般BSG系統要更“beefy”。

由於其不斷進化,加上成本的有限提升,汽車廠牌和消費者從最初的猜疑試水,到後來欣然接受。目前,搭載BSG形式的MHEV車型,已成為市面上普及率最高的混能車型。

在可見的將來,BSG依然會存續相當一段時間,繼續在“過渡”呢條路上越行越遠。“普通”同“可靠”其實都係種實力,就好似迷茫同失落時第一時間想到的“go-to guy”,稱其為行業內的“最佳水泡”,絕不為過。

ISG – “真命天子”

無論乖仔幾努力都好,始終都逃不過水泡的命運;而含住金鑰匙出世的那位,Status就自帶額外的好感。

圖:ISG摩打示意圖,其所在位置與BSG的差異不言而喻。

若BSG是最佳水泡,那麼ISG(Integrated Starter Generator,集成式啟動/發電/驅動一體化電機),便是MHEV界別的“真命天子”:

起點高 – 主流ISG系統基於48V電氣化平臺,輸出功率一般都在15kw(約20ps)之上,相比起身,起BSG 40N·m已屬高位,ISG扭矩更在驚人的200N·m或之上,已經等同於一台2.0L 自然吸氣引擎的扭矩輸出之巨,對動力整體輸出和燃油經濟性的加成,相當可觀。
位置啱 – BSG摩打位於與引擎輸出端非直接連結之“P0”位置,屬於“外圍設備”;而ISG摩打,正是“I – Integrated”共軸整合在引擎動力輸出的第一個位置 – 曲軸頭,所以又叫“P1摩打”,可謂係“長子嫡孫”。有效避免了BSG摩打因為使用皮帶傳動天生劣勢(皮帶擺動、老化變長甚至打滑)造成的Belt-Loss,又可承受大得多的扭矩。位置啱,做嘢自然得心應手、事半功倍。
渠道好 – 就如做人做事一樣,做功其實都好講“channel”。P1位置先天優勢,與powertrain輸出部分直接連結,無論是加速時作為動力輔助,抑或減速時進行動力回收,都可以更快更直接,啟停順暢,連發電效率都一併提升,盡享絲滑。
潛力深 – 免維護、效率高、輸出強勁之餘,因為已經將傳統汽車上面起動馬達、發電機取代,簡化部件降低重量。關鍵是原有通過皮帶帶動的,就只剩下空調壓縮機了,無獨有偶,其作為基礎的的48V電器化平臺,正正是電動空調壓縮機的“Natural Habitat”。如此一來,效率低、噪音大、需寄生在引擎上攜取寶貴動力的皮帶系統,就沒有繼續存在的理由 – 這就是未來發展大方向之“Belt-less Engine”無皮帶引擎系統,而ISG摩打,就是這整套系統的技術核心,未來可期。

咁多優勢,除咗入門門檻有d高(money,money),好難唔鍾意咯!

PS:Hybrid知多啲系列,將會為大家從更多角度剖析混能科技以及用車心得,下期便是上文中首次提及的P0/P1以及更多動力位置概念解析,敬請關注。

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