奔驰S级48V轻型混动系统功能及部件大揭秘

盖世汽车讯 据外媒报道，今年7月上市的奔驰新款S级（S-Class）车型采用了全新的发动机（改款六缸直列式柴油和汽油发动机及全新的V8双涡轮增压汽油发动机）及一系列全新的动力总成电气化技术，涉及：48V系统（搭载于S 450和S 500车型）及可提供轻型混动功能的启动发电一体机（Integrated Starter Generator，IGS）、电动增压压缩机及升级版插电式混动车型。

48V系统简介

48V系统旨在建立第三种车载电源系统（on-board power network），其填补了近10年来12V系统与电动车所需的高压系统间的空白，后者被用于实现必要的特殊安全防护措施，因此只能被用于极少数的部件，且仅限于驾驶功能。随着电源要求的提升，传统的12V电源系统将导致电流强度（current levels）持续上升，因此需要48V系统提供辅助。

48V系统的电压是12V系统的4倍，其输出值自然也是后者的4倍。采用锂离子电池后，48V系统可实现的最大输出值为16 kW，该系统可提升电动车的续航里程数。

48V系统的电源由ISG产生，ISG位于在发动机及变速箱之间，该电子机械设备兼具启动器与交流发电机两大功能。若加装了48V/12V直流换流器（DC/DC converter）后，传统的12V系统也能获得供电，但这对12V系统的系统故障率的要求很高。尽管12V电池仍在继续使用，但规模不如从前了。车载电池容量的提升基本上要靠48V电池，当车辆处于平稳状态（stationary）时，可向气候控制等新功能提供更多的电量。

48V系统及ISG的功能及组件包括：

推进功能：在短时间内，发电机对内燃发动机提供的最大扭矩及输出功率将分别达到250 N·m和16 kW。

电量恢复（Recuperation）：当减速时，将动能（kinetic energy）转化为电能，并为电池充电。

滑行模式（Gliding mode）：当行驶状况及电池充电量等条件允许时，总成中的内燃机将开始减速直至关断，使车辆能够自由地进行惯性滑行（coast）。

发动机启停：当发动机转速较快时，可实现车辆的启动。例如：在经过滑行阶段后，可立即启动发动机并加速至适合当前行驶状态的车速，该进程需借助启动发动机（starter generator）来实现。在自动停止模式下，曲柄轴将进入最佳位置，以便再次平稳地重启内燃发动机。

启停系统2.0：当车辆即将停下来时，尽管发动机已关断，但车辆仍在移动，从而达到省油的目的。但该操作应视具体情况而定，需要视最新的驾驶情况、雷达传感器传输的信息及其他车辆数据而定，避免车辆在2秒内骤停（short stop）。车辆的骤停不仅无法实现省油的目的，还会提升车辆的油耗。

车辆骤停通常发生以下几种情境中：发动后遭遇交通灯变灯、停车、在拥堵的道路上行驶。当驾驶松开刹车时，车辆会向前开，发动机的启动将受抑制。该情况下，发动机不运行，适用于拥堵路段的车辆行驶，且不会产生油耗。不仅如此，驾驶员还能如常地对车辆行驶进行全方位的掌控：只有当驾驶员踩下油门后，发动机才会启动。

负载点（load point）的变化：可调节启动发电机的电动扭力器（electric torque），使内燃发动机运行时的负载点达到能效最大值。

电动水泵：当水泵输出值翻番时（从400瓦增至近950瓦），制冷效果将随之提升，进而提升发动机的功率密度（engine power density），还可根据不同情况实现泵驱动（actuation of the pump），这与发动机转速不相关。

电辅助压缩机（Electric auxiliary compressor）：当需要额外动力时，该部件可确保对进气（intake air）的瞬时压缩（instant compression），涡轮增压器随即作出响应。采用该方式后，将彻底消除涡轮迟滞现象（Turbo-lag）。

发动机怠速控制（Idling rpm control）：为提升能效及舒适度，可借助点电机实现内燃发动机的怠速控制。为此，电机将充当发电机，调节充电电流，吸收内燃发动机的机械振动（mechanical vibrations）幅度，可通过精确调节将发动机怠速保持在520 rpm，实现节能效果。

空调系统内的电制冷压缩机：气候控制功能将不再依赖于发动机转速。

在实现上述组件的电气化并将发电机整合到动力总成后，在设计时可去除发动机前端面（front face）的传统带传动（belt drive），不仅能缩短发动机的尺寸，还能降低噪声级，提升发动机的可靠性。

新款直列式六缸发动机采用了系统化的电气化设计，其搭载于新款梅赛德斯-奔驰S级轿车上，目前提供两种发动机输出水平（output levels）：

梅赛德斯-奔驰S 450车型的发动机最大输出与峰值扭矩分别为270 kW（367 hp）、500 N·m（总油耗为：6.6 l/100 km/ 35.8 mpg US，二氧化碳总排放量：150 g/km）。

S 500车型的发动机最大输出与峰值扭矩分别为320 kW（435 hp） 与520 Nm（总油耗为：6.6 l/100 km，二氧化碳总排放量：150 g/km）。在短时间内，48V ISG可将扭矩与输出分别提升 250 N·m与16 kW。相较于搭载V8发动机的前款S 500，其发动机二氧化碳排量的降幅约为22%。

新款智能型增压发动机包括电动增压压缩机及ISG两大组件，在传输动力时不存在涡轮迟滞现象。