在节能环保的大趋势下,各汽车厂商也不断地研发新的节能环保技术,以在竞争激烈的市场中分得一杯羹。启停技术(Start-stop System)就是其中一种,致力于最大限度减少怠速时燃油的损耗。启停技术相信大家并不陌生,现在越来越多的车型也都搭载了这种技术。这是近年来才有的新技术吗?实现方式又有什么不同?下面将对启停技术进行一个简单介绍。
什么是启停(Start-stop)技术
汽车行驶在拥挤的城市交通道路中,总免不了停车等红绿灯,而发动机怠速消耗的能源是毫无意义的。启动停车技术就是致力于最大限度减少发动机怠速时燃油的损耗,避免这部分能源的浪费,同时对节省能源与减低排放有着重要的意义。
那么启动停车系统是怎样工作的?遇到红灯或塞车时,驾驶员制动使车辆停下来后,将挡位换入空挡并完全释放离合踏板,这时控制系统会自动将发动机熄火,节省了怠速运转而浪费的燃油;当绿灯放行后,驾驶员踩下离合器,发动机则自动重新启动,挂入挡位后即可前行。
如果是自动挡车型操作更为简单,驾驶员只要施加制动使车辆停止,发动机则自动熄火。在释放制动后,驾驶员加油,发动机将自动启动。这种节能的驾驶方式并没有改变人们日常的驾驶习惯,没有带给车主任何使用上的麻烦,却带来了显著的节油减排的效果。
Start-stop技术发展历程
早在1970年,丰田公司已经涉足启停技术。当时尝试在丰田皇冠车上安装一种电子装置,可在汽车静止1.5秒后关闭发动机。试验结果发现在东京市繁忙的交通中,运用这种新技术可使节油率提升10%。
1980年这种技术开始装备于量产车型上销售,菲亚特汽车的Regata与大众汽车公司的第二代Polo皆装备了这种技术。
到1994年大三代大众Golf、Lupo(3L车型),以及1999年奥迪A2(3L车型)都装备有启停技术,不过这些车型因售价高昂而销售不理想。
在日本除了丰田汽车外,马自达汽车也开发出i-Stop系统,在静止怠速的状态下重新启动时会决定首先运作的汽缸,该汽缸的活塞会停在适当位置且汽缸内完成扫气行程。等系统判断将重新启动时,就喷射燃料快速点火燃烧,同时驱动启动。启动过程耗时约0.35秒,而且相当平顺。
此外,本田公司在1999年本土市场销售的第一代insight车型就已装备这种技术。2006年开始,思域混合动力车型也运用了启停技术。本田公司运用此技术已超过十年。
2006年法国PSA集团的雪铁龙公司开发名为“start-stop”的怠速熄火系统,搭载于雪铁龙C2和雪铁龙C3上。这套系统结合了该公司研发的sensodrive自动变速箱与电子控制的ISG可逆机(ISG集成了启动马达与发电机,是由法雷奥与日本电装公司共同研发而成)。
这套系统也搭载于2011年小改款的标志3008 e-HDi车型上,配合1.6L以及制动能量回收系统,可节省燃油损耗达15%的效果。
在2008年末,菲亚特公司引用了公司生产的启停系统,搭载在菲亚特500车型上。阿尔法罗密欧在同年推出MiTo车型也搭载了相同的系统。2009年Volvo也在DRIVe车型上运用启停技术。
德国宝马公司将启停技术应用旗下车型多年,包括2008年后的mini系列车型。BMW一直致力于减少发动机动力的损耗,他们采用博世公司的加强型启动马达,在频繁关闭、启动的环境下比一般启动马达承受更多的启动次数。
Stop-Start系统的三种方式
Stop-Start系统作为混合动力车的入门技术(微混合动力),由于成本低,节能减排效果显著,其应用前景广阔。目前,Stop-Start系统主要有三种形式:
分离式起动机/发电机启停系统
采用分离式起动机和发电机的起停系统很常见。这种系统的起动机和发电机是独立设计的,发动机启动所需的功率是由起动机提供,而发电机则为起动机提供电能。
博世是这种启停系统的主流供应商。这套系统包括高增强型起动机、增强型(一般采用AGM电池)、可控发电机、集成起动/停止协调程序的发动机ECU,等。
博世的起动电机能快速、安静地自动恢复发动机运转,可降低起动时油耗。这种启停系统系统零件少,安装方便,可应用于各种不同混合动力概念(皮带驱动、直齿驱动和电力轴驱动)。而且系统的部件与传统部件尺寸保持一致,因此可直接配备至各种车辆上。
目前全球已量产装有博世Stop-Start系统的车型已非常多,包括有宝马1、3、5系、X3,大众帕萨特、高尔夫,奔驰A、B、C、E系列(部分),奥迪A6、A8,雷诺Megane,欧宝Coa、Astra等等。
2009年开始,我国一些汽车厂商也与博世合作匹配Stop-Start系统,2010年上半年上市的长安CX30就匹配该系统。长城、吉利、上汽、奇瑞等自主品牌也相继推出匹配车型。
集成起动机/发电机启停系统
集成起动机/发电机是一个通过永磁体内转子和单齿定子来激励的同步电机,能将驱动单元集成到混合动力传动系统中。
法雷奥于研发成i-Start系统(i-Stop-Start System),它首先应用于PSA(标致-雪铁龙集团)的e-HDi车型上。i-Start系统的电控装置集成在发电机内部,在遇红灯停车时发动机停转,只要一挂档或松开制动踏板汽车会立即自动启动发动机。
法雷奥将为10多个汽车制造商的50款车型配备i-Start系统。到2013年,将有100万辆PSA车型装备此系统。法国PSA集团、奔驰及Smart是法雷奥Stop-Start系统的主要客户。
马自达SISS智能启停系统
前面介绍的两种启停系统是单纯起动机来启动发动机的,而Mazda的SISS智能启停系统(现在称为i-stop技术),主要是通过在气缸内进行燃油直喷,燃油燃烧产生的膨胀力来重启发动机的,发动机上的传统启动机在发动机启动时起到辅助作用。
据官方数据,使用SISS技术,发动机在最短0.35s的时间内就能启动,比单纯使用启动机或的系统要快一倍。
这种该系统控制智能、效率高,无需起动机就能实现start-stop的功能,已用于日本市场销售的Mazda 2、Mazda 3和Mazda 6部分车型上。
总结:start-stop启停技术可以使车辆暂时停车时自动停止发动机工作,从而减少燃油消耗,减低排放,尤其在那些交通拥挤的大城市运用这种技术对节能减排有着不错的效果。在欧洲,较高的燃油价格以及排放法规相当严格,启停技术已得到广泛的应用。目前中国的启停技术市场尚未成熟,不过在日益上涨的油价和节能环保的环境下,不久将有更多的车应用此技术。