EPC電動(dòng)增壓器

電子增壓器（EPC-Electrically Powered Compressor），事實(shí)上，這并不是什么新鮮事，因?yàn)槲覀冊趯W(xué)校學(xué)習(xí)了各種增壓技術(shù)，包括單級渦輪增壓、多級渦輪增壓、機(jī)械增壓和電動(dòng)增壓。但目前，經(jīng)濟(jì)實(shí)用的廢氣渦輪增壓技術(shù)廣泛應(yīng)用于柴油機(jī)和汽油機(jī)系統(tǒng)。渦輪增壓技術(shù)可變截面增壓（VGT）近兩年才逐步開發(fā)、驗(yàn)證和使用客戶項(xiàng)目。更不用說房東談?wù)摰碾妱?dòng)增壓了，技術(shù)還沒有得到廣泛的應(yīng)用，主要用于一些高端汽車，大規(guī)模生產(chǎn)車型也很少。主要原因是汽車行業(yè)對新技術(shù)的采用相對保守，其中一方面是新技術(shù)的可靠性和安全性。因?yàn)閺睦碚摰焦δ軐?shí)現(xiàn)是一個(gè)相對簡單的過程，功能實(shí)現(xiàn)是真實(shí)的SOP這是一個(gè)漫長的過程。在此期間，主要是功能的不斷、驗(yàn)證和改進(jìn)。就像熱自動(dòng)駕駛一樣，功能實(shí)現(xiàn)從來都不是瓶頸。真正的挑戰(zhàn)在于技術(shù)的可靠性和系統(tǒng)的安全性。在滿足這兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)的前提下，較終綜合考慮成本等因素，畢竟，沒有人愿意為不能保證乘客安全或頻繁出現(xiàn)問題的功能軟件買單。

一、EPC應(yīng)用背景

為什么廢氣渦輪增壓技術(shù)應(yīng)用了這么多年？OEM現(xiàn)在逐漸嘗試玩電動(dòng)增壓技術(shù)？首先，技術(shù)驅(qū)動(dòng)當(dāng)然是一方面。畢竟不進(jìn)取和咸魚有什么區(qū)別？

較重要的是節(jié)能減排的壓力，降低油耗的關(guān)鍵是降低發(fā)動(dòng)機(jī)的排量、尺寸和氣缸數(shù)量。因此很多OEM逐漸使用小排量三缸發(fā)動(dòng)機(jī)，如通用、吉利、廣汽等（這里嘲笑：使用小排量可以，但三缸仍謹(jǐn)慎使用，通用小排量三缸幾乎沒有殺死自己，可能對自己太自信）。在低速和加速的情況下，使用小排量發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)帶來功率損失和駕駛舒適度降低更為明顯。除了使用匹配高效的增壓裝置外，這種情況還可以逆轉(zhuǎn)VTG除了可變截面渦輪增壓技術(shù)和兩級可調(diào)渦輪增壓技術(shù)外，電控增壓系統(tǒng)也逐漸浮出水面，成為較近48種可選方案之一V微混的加持，使電動(dòng)增壓技術(shù)更受關(guān)注。

二、二。電子增壓器供應(yīng)商

電子增壓器的零部件供應(yīng)商目前主要有大陸Continental、博格華納BorgWarner、法雷奧Valeo等。

在今年的上海車展上，大陸的電動(dòng)增壓器業(yè)主看到了它，并與它的可變截面增壓器一起展示。

48.上海車展大陸V電子增壓器和VRAAX VGT

大陸的48V電子增壓器的技術(shù)規(guī)格如下：

博格華納的電動(dòng)增壓器可提供12V和48V四八個(gè)版本分別針對不同的應(yīng)用場景和需求V 版本適用于3.0發(fā)動(dòng)機(jī)功率為5kW到6kW，較大轉(zhuǎn)速為7000轉(zhuǎn)，達(dá)到90%的較大扭矩需要270毫秒。在很短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到6.2kW，連續(xù)工作可達(dá)2-3kW。12V版本適用于小型發(fā)動(dòng)機(jī)，功率為1.7kW，可在很短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到2.4kW，持續(xù)工作時(shí)，功率將保持在1.0kW。

法雷奧的電動(dòng)增壓器EPC較高轉(zhuǎn)速為7萬轉(zhuǎn)，較高功率為7萬轉(zhuǎn)kW，響應(yīng)速度350ms。

三、電子增壓器布置

目前，電子增壓器主要與廢氣渦輪增壓技術(shù)相結(jié)合，上下游主要有三種布局。

上游布局：將EPC放在渦輪增壓器前面，布局的好處是EPC位置會(huì)更靈活。同時(shí)，進(jìn)入葉輪的溫度和壓力值也會(huì)相對較低。這樣，我們就可以使用塑料葉輪和渦殼壓殼，降低成本。

下游布局：渦輪增壓器放置EPC前面。一個(gè)是EPC放在中冷器前面，一個(gè)放在中冷器后面，大部分放在中冷器后面，比如Audi S7 Sportback和SQ7就是下游布局并放在中冷器后。

下游布局的優(yōu)點(diǎn)是eBooster瞬時(shí)響應(yīng)效果會(huì)更好，但也會(huì)有一些缺點(diǎn)，比如同時(shí)使用EGR這種布局將使技術(shù)進(jìn)入eBooster葉輪的溫度會(huì)更高，這就是為什么有些OEM另一個(gè)原因是中冷器。

四、電子增壓器的難點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)

1、難點(diǎn)

雖然電子渦輪增壓原則上更先進(jìn)，但它沒有大規(guī)模生產(chǎn)的原因是很難實(shí)現(xiàn)。首先，增壓電機(jī)需要很強(qiáng)的可靠性，我們知道對于廢氣渦輪增壓，渦輪葉片總是超過10000轉(zhuǎn)或數(shù)十萬轉(zhuǎn)，達(dá)到如此高的速度，不僅是電機(jī)技術(shù)的挑戰(zhàn)，也是對其可靠性的巨大考驗(yàn)，許多部件供應(yīng)商電子增壓器一般只能達(dá)到70000轉(zhuǎn)，因此其增壓效果有限，不能長期高速運(yùn)行。根本原因是電機(jī)的可靠性不能像渦輪增壓那樣工作（據(jù)報(bào)道，博格華納的第二代eBooster持續(xù)工作有望實(shí)現(xiàn))。

此外，電子渦輪增壓的增加將使控制更加復(fù)雜。汽車控制器需要判斷何時(shí)、如何增加壓力、增加壓力、如何控制渦輪增壓系統(tǒng)一系列問題系列問題，這需要大量的時(shí)間和重復(fù)開發(fā)、驗(yàn)證、匹配和調(diào)整功能。

2、優(yōu)勢

電子增壓主要有以下兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)：

1.消除傳統(tǒng)渦輪增壓動(dòng)力系統(tǒng)的渦輪滯后問題。我們知道廢氣渦輪增壓器是一種流體機(jī)械，其壓力的建立需要一定的時(shí)間才能從廢氣流過渦輪。渦輪滯后問題在啟動(dòng)加速和瞬時(shí)工況下尤為明顯，而電子增壓器在發(fā)動(dòng)機(jī)低速時(shí)可以按需提供增壓，當(dāng)排氣流量無法驅(qū)動(dòng)渦輪增壓器葉輪時(shí)，電機(jī)首先驅(qū)動(dòng)增壓器進(jìn)行干預(yù)，很好地解決了渦輪滯后問題

2.幫助發(fā)動(dòng)機(jī)低速小型化，提高燃油經(jīng)濟(jì)性，減少排放，如博格華納eBooster?戴姆勒批量生產(chǎn)的第一個(gè)項(xiàng)目S Class為例，eBooster?在功率不變的情況下，配備的發(fā)動(dòng)機(jī)從原來的4開始.8L、V8發(fā)動(dòng)機(jī)變?yōu)?.0L、I6發(fā)動(dòng)機(jī)。

正如我們上面所說，受當(dāng)前技術(shù)和電機(jī)可靠性的限制，電子增壓器一般與廢氣渦輪增壓技術(shù)一起使用，大部分布置在下游，電機(jī)不處于連續(xù)工作狀態(tài)，電子增壓器通常在特定條件下干預(yù)。下面以配置EPC（Electrically Powered Compressor）的Audi S7 Sportback以電子增壓器的工作狀態(tài)為例。

在怠速初期，只有渦輪增壓器工作，空氣壓縮后進(jìn)入渦輪增壓器發(fā)動(dòng)機(jī)。當(dāng)汽車處于啟動(dòng)、加速、爬坡或其他瞬態(tài)發(fā)動(dòng)機(jī)增壓狀態(tài)時(shí)，閥門打開，空氣通過渦輪增壓器壓縮進(jìn)入EPC，最后進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)性能達(dá)到穩(wěn)定需求(相對穩(wěn)定工況)時(shí)，EPC此時(shí)，所有空氣只會(huì)被渦輪增壓器增壓并進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)。

五、總結(jié)EPC它不僅可以與渦輪增壓器一起形成二次增壓，還可以獨(dú)立應(yīng)用于內(nèi)燃機(jī)和為燃料電池提供空氣供應(yīng)。它不僅能有效消除傳統(tǒng)渦輪增壓技術(shù)的滯后問題，還能提高低速和瞬時(shí)工況的響應(yīng)速度國內(nèi)城市道路頻繁起停條件下，EPC效果更明顯)；還可以幫助發(fā)動(dòng)機(jī)小型化。12V的EPC鑒于12V48V的EPC通過與P結(jié)合0架構(gòu)微混可以進(jìn)一步降低油耗，但隨著強(qiáng)混的發(fā)展，48V EPC樓主的應(yīng)用前景不好說，只是EPC就技術(shù)本身而言，它的大規(guī)模生產(chǎn)和應(yīng)用還需要時(shí)間。

參考文獻(xiàn)：

1、EPC introduction（Audi、Continental、BorgWarner、Valeo等資料）