奥迪Biturbo&48伏电气系统解读

日前，奥迪汽车公司宣布成功研制出电动双涡轮增压技术和48伏电气系统，并且以上两项技术均已计划投入量产。奥迪汽车公司在此之前就已经开始研究电动双涡轮增压技术。目前奥迪汽车采用的涡轮增压方式主要包括两种。其中，奥迪A6 TDI概念车搭载的是全新的3.0 TDI monoturbo单涡轮增压器，该增压器采用的是一种附带辅助电动压缩机的单涡轮增压方式;而奥迪RS5 TDI概念车搭载的是3.0 TDI biturbo双涡轮增压器，以上双涡轮增压器采用的是附带辅助电动压缩机的串联双涡轮增压方式。

以上奥迪电动biturbo双涡轮增压系统主要是由一个传统的排气涡轮增压器和一个串联备用电动压缩机组成的。传统的排气涡轮增压器一般包括单涡轮 monoturbo和双涡轮biturbo两种涡轮增压方式，而串联附带电动压缩机是由独立的48伏电力系统驱动的。除了包含单纯的涡轮叶片外，该电动双涡轮增压系统还包含一个小型的电动马达，该电动马达可以在短短250毫秒之内将压缩机叶轮加速到最大速度，该电动马达的最大驱动功率可以达到7千瓦。

 

奥迪RS 5 biturbo TDI双涡轮增压概念车的动力总成，注意图中高压时工作的废气涡轮增压器和低压时工作的电动压缩机，其中电动压缩机位于中间冷却器的下游。

 

奥迪A6 monoturbo TDI单涡轮增压概念车的动力总成，注意图中单涡轮增压器和电动压缩机的位置。

 

图中所示为奥迪48伏电气系统

以上奥迪电动biturbo双涡轮增压器位于中央制冷器的下游。在大多数的运行工况下，它并不工作。在发动机转速较低时，涡轮增压器内废气排放能量较小，此时旁通阀关闭，空气将进入电动压缩机中。这些吸入的空气可以被灵活而又精确地注入到不同的增压发动机中。这项电动涡轮增压技术可以使得汽车动力能够自动产生，而这种工作状况在车辆启动或低速运转情况下是很难产生的。

 

在没有外力的稳定状态下，奥迪3.0 TDI monoturbo单涡轮增压发动机能够产生恒定的240千瓦(约合326马力)的功率，且其发动机转速在1500-3000转/分钟时可以达到最大扭矩为650牛米(约合479.4磅英尺)。在发动机转速达不到涡轮增压工作转速范围时，发动机增压器配备的电动压缩机可以介入工作，这样就可以有效改善发动机动力不足或扭矩不足的问题，因此，其可以提高发动机的响应速度和灵活性能。因此，配备了该奥迪3.0 TDI monoturbo单涡轮增压器的汽车在六档区从60千米/时加速到120千米/时所需要的时间可以从13.7秒下降到8.3秒。

奥迪RS 5 TDI概念车所搭载的优化版V6双涡轮增压发动机可以产生283千瓦(约合385马力)的功率，其发动机转速在1250-2000转/分时可以达到峰值扭矩为750牛米(约合553.2磅英尺)。发动机增压器配备的电动压缩机可以在车辆起步时为车辆提供充沛的动力。奥迪RS 5 TDI概念车的百公里加速时间粗略估算可以达到4秒以内。其中，在车辆行驶换挡过程中，双涡轮增压发动机的两个涡轮增压器可以进行智能交替工作，从而就可以保证车辆发动机在每次换挡之后都可以实现涡轮增压。

奥迪公司表示，电动双涡轮增压的优势最主要就体现在车辆的日常驾驶过程中。通过配备电动双涡轮增压器可以有效避免经常性减档以降低发动机转速保持动力。偏爱运动型驾驶模式的驾驶员一定会对车辆在出弯时迅速提速的能力表示赞赏。奥迪还表示，电动双涡轮增压可以适用于奥迪公司非常多的汽车发动机车型上，并且以上电动双涡轮增压器还将迅速投入到TDI系列的量产中。

 

其中，用来驱动电动压缩机的能量主要来源于车辆滑行期间的回收能量，因此其最终效果就是可以保证能量消耗达到平衡状态。电动压缩机能量主要来源于独立的 48伏电力系统和其自身配置的锂电子电池。另外，电动压缩机还配备了DC / DC能量转换器，这样通过DC / DC能量转换器就可以连接到12伏电气系统上。

奥迪公司表示，48伏电力系统具有更大的优势。与12伏电力系统相比，48伏电力系统可以为耗电部件提供更多的能量，其中包括热电发热元件、机电后轮刹车制动系统以及油泵、水泵等发动机附件。48伏电力系统具有更高的电压，这意味着通过系统的电流就更小，从而就可以使用横截面更小的电缆，从而可以减轻系统的整体重量。奥迪公司计划在近期将48伏电力系统引入到多个车型中。

电动双涡轮增压同样是奥迪公司TDI发动机电气化发展的第一步。

奥迪公司在2014 TDI技术论坛上表示，全新的混合动力组合将很快投放市场。奥迪公司未来将会根据消费者的需求进行定制，甚至包括插电式TDI发动机混合动力汽车。而对于能源问题，奥迪公司也一直致力于奥迪e-diesel柴油发动机的研发，目前采用的是由Joule研发出的合成柴油，其中具体的工作原理就是将二氧化碳消除掉。