在今年的德國漢諾威 IAA 商用車展（9 月 19 日至 27 日，13 號(hào)展廳 C30 展位）上，輝門動(dòng)力總成將推出全新中重型車輛電氣化戰(zhàn)略。公司正在展示一種經(jīng)濟(jì)有效、完全可擴(kuò)展的模塊化方法，該方法由能源利用技術(shù)團(tuán)隊(duì)開發(fā)，可針對(duì)每個(gè)商用車細(xì)分市場(chǎng)和應(yīng)用的獨(dú)特需求進(jìn)行優(yōu)化。該技術(shù)系列可以單獨(dú)定制和集成，能夠滿足發(fā)動(dòng)機(jī)制造商的特定需求，并以經(jīng)濟(jì)的成本實(shí)現(xiàn)其排放和效率目標(biāo)。

德國漢諾威 IAA商用車展輝門動(dòng)力總成展位

“如何通過收集商用車制動(dòng)過程中損失的車輛動(dòng)能和廢氣能量來改善其燃油經(jīng)濟(jì)性和二氧化碳排放，這是激勵(lì)著我們輝門人的關(guān)鍵問題之一。我們的解決方案必須包括如何高效地儲(chǔ)存回收的能量并將之轉(zhuǎn)化為有用功。”

——輝門動(dòng)力總成首席技術(shù)官

Gian Maria Olivetti

“電氣化可以給出一個(gè)富有吸引力的答案，但對(duì)于中重型商用車來說，要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，最高效的方式與乘用車迥然不同，因此嘗試采用著重牽引的技術(shù)可能會(huì)導(dǎo)致解決方案差強(qiáng)人意。”

——Federal-Mogul Controlled Power Ltd. 

總經(jīng)理 Nick Pascoe

柴油發(fā)動(dòng)機(jī)在穩(wěn)定工況下極為高效，但瞬態(tài)工況下（扭矩輸出變化時(shí)）效率則低很多。輝門工程師并未嘗試用牽引電機(jī)替換或協(xié)助內(nèi)燃機(jī)，而是在穩(wěn)態(tài)工況以及特別是在苛刻的瞬態(tài)工況下，通過電氣化來進(jìn)一步提高內(nèi)燃機(jī)的效率以改善燃油經(jīng)濟(jì)性和排放。

輝門動(dòng)力總成展臺(tái)上的CPT產(chǎn)品

在新方法中，以 Nick Pascoe 為中心的工程團(tuán)隊(duì)用嚴(yán)格控制的廢氣驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)所產(chǎn)生的電能，補(bǔ)充通過安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)或傳動(dòng)系統(tǒng)上的發(fā)電機(jī)回收的動(dòng)能。然后，能量通過驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)/傳動(dòng)系統(tǒng)的電機(jī)或通過電動(dòng)增壓回收。

試驗(yàn)結(jié)果

獨(dú)立試驗(yàn)表明，應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)或傳動(dòng)系統(tǒng)的 12 kW 小型高響應(yīng)輝門電動(dòng)發(fā)電機(jī)可在車輛減速時(shí)回收能量，并在加速時(shí)增加發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩，在大型巴士上可節(jié)省高達(dá) 8% 的燃油。這款機(jī)器具有緊湊的尺寸、完全集成的電子設(shè)備和高效的熱管理，結(jié)合日益標(biāo)準(zhǔn)化的控制協(xié)議及多種設(shè)計(jì)和仿真工具，使得電動(dòng)發(fā)電機(jī)的集成快速高效，即使在現(xiàn)有的動(dòng)力總成設(shè)計(jì)上也是如此。

通過空氣回路系統(tǒng)的電氣化，輝門工程師正在發(fā)現(xiàn)更多的浪費(fèi)能量的回收機(jī)會(huì)。對(duì)于以廢氣形式離開發(fā)動(dòng)機(jī)的能量，雖然渦輪增壓能夠回收約 20-30%，但是還有更多的能量可以被捕獲和回收。“簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)的廢氣能量回收需要一個(gè)控制系統(tǒng)，避免在能量回收過程中損害發(fā)動(dòng)機(jī)的性能或損壞發(fā)電機(jī)本身或后處理系統(tǒng)，”Pascoe 補(bǔ)充道。

助力現(xiàn)有系統(tǒng)提高性能

理想狀況下，從車輛動(dòng)能或廢氣中回收的車載電能可用于電動(dòng)增壓來改善氣流的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。通過減少泵氣損失以及改進(jìn)加油和重新優(yōu)化換檔策略，可以使發(fā)動(dòng)機(jī)小型化、改善排放并提高多達(dá) 5% 的燃油經(jīng)濟(jì)性。

“在瞬態(tài)工況的前幾十秒內(nèi)，燃燒系統(tǒng)受到的挑戰(zhàn)最為嚴(yán)峻，產(chǎn)生的NOx和顆粒物等有毒排放物也最為嚴(yán)重，”Pascoe 解釋道。“最新的燃油系統(tǒng)響應(yīng)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于氣流，因此，通過實(shí)施我們的戰(zhàn)略，這些高性能車輛技術(shù)的現(xiàn)有投資將能夠獲得更多收益。通過加快空氣供應(yīng)以匹配燃油系統(tǒng)的響應(yīng)，我們可以更好地控制空燃比，從而提高燃油經(jīng)濟(jì)性和排放性能。”

嚴(yán)格的高速控制空燃比對(duì)于避免對(duì)基本發(fā)動(dòng)機(jī)性能產(chǎn)生不利影響以及控制廢氣的溫度和化學(xué)成分也是至關(guān)重要的。

空氣回路電氣化方法的關(guān)鍵要素是 TIGERS®（渦輪發(fā)電機(jī)集成氣體能量回收系統(tǒng)）和 COBRA（用于快速響應(yīng)應(yīng)用的受控增壓器）。

TIGERS 結(jié)合廢氣驅(qū)動(dòng)渦輪和液冷式開關(guān)磁阻 (SR) 發(fā)電機(jī)，開發(fā)出了可靠且技術(shù)成熟的系統(tǒng)，可將廢氣能量無縫轉(zhuǎn)換為電能。

TIGERS®

COBRA

COBRA 液冷式電動(dòng)增壓器為發(fā)動(dòng)機(jī)“按需”供氣，由于其低轉(zhuǎn)子慣量和出色的熱管理，能夠適應(yīng)最苛刻的驅(qū)動(dòng)和運(yùn)行周期。

當(dāng)與公司的 CPT SpeedTorq® 高響應(yīng)電動(dòng)輔助電機(jī)/發(fā)電機(jī)技術(shù)相結(jié)合時(shí)，該組合提供了模塊化的方法，因此可針對(duì)各種車輛重量和應(yīng)用選擇最佳解決方案。

CPT SpeedTorq® 

Pascoe 指出，快速捕獲大量能量，然后快速將其返回到傳動(dòng)系統(tǒng)，而不進(jìn)行能量的長期存儲(chǔ)來用于車輛行駛，這意味著更小、更實(shí)惠的能量?jī)?chǔ)存解決方案（包括輕量型超級(jí)電容器）非常適合輝門戰(zhàn)略。CPT SpeedTorq、TIGERS 和 COBRA 均可采用 12 伏、24 伏或 48 伏，因此，電氣系統(tǒng)比高壓混動(dòng)更小、更輕、更實(shí)惠。他還強(qiáng)調(diào)了新方法的模塊化特性，提供優(yōu)化解決方案所需的靈活性。

超越商用車的耐久性目標(biāo)

輝門動(dòng)力總成擁有數(shù)十年的專業(yè)經(jīng)驗(yàn)，專為卡車、公共汽車、非公路用車等各類重型車輛制造商設(shè)計(jì)和制造發(fā)動(dòng)機(jī)部件，其中這些部件屢獲殊榮。這些豐富的行業(yè)知識(shí)與材料和試驗(yàn)方面的專業(yè)經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合，將確保全新動(dòng)力總成電氣化產(chǎn)品滿足要求苛刻的商用車行業(yè)規(guī)定的超高耐久性標(biāo)準(zhǔn)。