BSG混合动力技术

专题调研

一．弱混合动力汽车

1.1引言

在石油资源日益缺乏和环境友好可持续的要求下，寻找新能能源代替传统燃料已成为国际共识。

近年来，我国机动车辆保持有量迅猛增长，其尾气排放已成为污染空气的最主要的污染源之一，严重制约着世界的发展。因此，新能源汽车研究项目被列为国家了“863”重大科技课题。纯电动汽车虽然具有突出的环保优势，但是其产业发展的研究总体上处于起步阶段，受限于燃料电池等关键技术，其动力差，行驶路程短以及成本高等问题没有得到解决。作为传统燃油汽车与电动汽车的过度产品和折衷方案混合动力汽车已成为国际范围内新型环保车辆开发的热点，具有很好的发展前景和市场潜力。

混合动力汽车是具有低油耗和低污染的新一代清洁汽车，它是传统内燃机车辆与电动车辆的有效组合。它既继承了电动汽车低排放的优点，有发扬了石油燃料比能量和比功率高的长处，显著改善了传统内燃机汽车的排放和燃油经济性。

混合动力汽车的优点有：

2.2.1.可以最大限度发挥内燃机汽车和纯电动汽车的双重优点；

2.2.2.由于有原动机作为辅助动力，电池的数量和重量可减少，因此汽车自身重量可减少；

2.2.

3.辅助动力单元的选用是汽车的续使里程和动力性能达到内燃汽车的水平；

2.2.4.借助原动力的动力，可带动空调，真空助力，转动主力及其他辅助电器，不需要消耗电池组有限的电能，从而保证了驾车和乘坐的舒适性。

而弱混和（BSG技术）是一项轻度混合动力技术，节油效果约为5%。不同于电动汽车技术，BSG对传统汽柴油发动机的工况进行优化，在怠速、启动等情况下提高燃油效率，因而节油效果有5%。

1.2车用BSG简介

混合动力汽车的定义是由2个以上的动力源提供行车动力，当前一般的混合动力汽车采用的是由内燃机车发电机加上一个蓄电池发电机组成动力系统。目前，世界上的混合动力汽车分为强混合动力汽车，中度混合动力汽车，和弱混合动力汽车。这里我们主要论述的是弱混合动力汽车，即BSG混合动力汽车。

1.2.1BSG系统定义

弱混（或称之为轻度混合）技术（Mild Hybrid）主要包括Start – Stop（启停）、BSG(Belt-driven Starter/Generator 皮带传动启动/发电一体化电机)技术，BSG系统就是利用一种电机，该电机通过皮带传动在极短时间内将发动机转速由零增加至怠速以上，从而实现汽车的快速起停的装置。

1.2.2车用BSG系统的特点

1.降低燃油消耗和有害物排放。装备了BSG起动、停止系统的汽车能够在车辆停止的同时自动关闭发动机，当驾驶员踩下离合器踏板准备起步时再重新点火，此举能够降低大约8%的燃油消耗和有害物质排放。发动机暖机起动所消耗的燃料大约相当于怠速运转0.7s消耗的燃料。因此，只要车辆停止时间超过1s，就可以通过该系统降低油耗和排放。

2.应用成本低，对发动机原有结构改动小，易实现产业化。BSG系统不仅能够最大限度地减少传动力汽车在短暂停车时因发动机空转而产生的油耗和废气、噪声污染，而且具有应用成本低、对发动机原结构改动小、易实现产业化等优点。因此，在未来一段时间内搭载该系统的汽车很有可能会大量涌现。

3.该电机在36v电池组驱动下，起停---停止---助力电机仅需要几百毫秒时间，就可以让处于停止状态的发动机转速达到3000r min，由于电机功率足够强大，BSG系统带动发动机重新点火的成功率非常高，在车辆起步时，驾乘人员通常不会感受到任何延迟。

4.普通发动机频繁点火会导致使用寿命大幅缩减，但通过应用BSG系统，能够有效避免这一现象。起停装置使用寿命为25万次，相当于在10年时间里可以每天起停70次。

而且，更重要的是BSG的应用成本非常低。

1.2.3BSG混合动力轿车结构及工作情况

带传动一体化起动/发电机（BSG）轿车属于弱混合动力电动汽车，采用皮带驱动一体化起动/发电机技术，能够有效降低和改善排放。此种车辆结构较传统车型改动小，控制简单、成本低，容易实现产业化。

BSG混合动力汽车动力系统结构，在发动机前端用皮带动力机构将一体化起动/发电机与发动机连接，取代了发动机原有的发电机，从而实现了混合动力系统一体化。该混合动力系统保留了传统轿车上的12V启动电动机，以保证电池电量过低时发动机能正常起动。

BSG混合动力汽车要在保证汽车动力性能的前提下降低汽车燃油消耗量和排放，根据BSG混合动力汽车的结构和工作特性，应取消发动机怠速工况。因此BSG汽车有4种基本工作模式：

a．起动工况起动时，BSG电机在短时间内将发动机加速至怠速转速以上，

然后汽油机才开始工作。

b．停车工况，控制系统自动化切断汽油机供油，发动机处于关闭装态。

c．减速工况，驾驶员踩下制动踏板，向起动、发电机传送信号，使其将车辆的功能转化为电能并储存起来。

d．正常行驶工况，发动机正常工作。

BSG点击一方面作为电动机快速拖动发动机达到怠速以上转速，另一方

面作为发电机给蓄电池充电。当发动机处于怠速工况时间较长时，控制系统自动使发动机和BSG电机停止工作；需要起步时，BSG电机快速起动发动机，实现发动机自动起停；正常行驶工况下，BSG电机和常规车用发动机一样，由发动

机驱动发电，给蓄电池充电。

虽然BSG电机在发动机运转过程中不助力，但在起动时，BSG电机快速

拖动发电机达到怠速以上转速，使起动时间明显缩短，改善了汽车起动性能。

在起步阶段，BSG电机参与工作时汽车的加速度明显高于BSG电机不参与工作时汽车的加速度；发动机正常运转后，BSG电机不再参与助力，汽车的加

速度与BSG电机不参与工作改善了BSG混合动力汽车的动力性能。

1.3目前世界上典型弱混合汽车

1.3.1别克君越EcoHybrid

系统结构介绍：

BSG电机布置发动机前端轮系处，36V镍氢电池包布置在后备箱。此系统可实现怠速停机、制动能量回收和扭矩辅助功能。百公里油耗原车的9.8L提高到目前的8.3L。

1.3.2雪铁龙C2、C3