微混合動(dòng)力技術(shù) Start-Stop啟停系統解析

● 什么是啟停（Start-stop）技術(shù)

　　汽車(chē)行駛在擁擠的城市交通道路中，總免不了停車(chē)等紅綠燈，而發(fā)動(dòng)機怠速消耗的能源是毫無(wú)意義的。啟動(dòng)停車(chē)技術(shù)就是致力于最大限度減少發(fā)動(dòng)機怠速時(shí)燃油的損耗，避免這部分能源的浪費，同時(shí)對節省能源與減低排放有著(zhù)重要的意義。

　　那么啟動(dòng)停車(chē)系統是怎樣工作的？遇到紅燈或塞車(chē)時(shí)，駕駛員制動(dòng)使車(chē)輛停下來(lái)后，將擋位換入空擋并完全釋放離合踏板，這時(shí)控制系統會(huì )自動(dòng)將發(fā)動(dòng)機熄火，節省了怠速運轉而浪費的燃油；當綠燈放行后，駕駛員踩下離合器，發(fā)動(dòng)機則自動(dòng)重新啟動(dòng)，掛入擋位后即可前行。

　　如果是自動(dòng)擋車(chē)型操作更為簡(jiǎn)單，駕駛員只要施加制動(dòng)使車(chē)輛停止，發(fā)動(dòng)機則自動(dòng)熄火。在釋放制動(dòng)后，駕駛員加油，發(fā)動(dòng)機將自動(dòng)啟動(dòng)。這種節能的駕駛方式并沒(méi)有改變人們日常的駕駛習慣，沒(méi)有帶給車(chē)主任何使用上的麻煩，卻帶來(lái)了顯著(zhù)的節油減排的效果。

● Start-stop技術(shù)發(fā)展歷程

　　早在1970年，豐田公司已經(jīng)涉足啟停技術(shù)。當時(shí)嘗試在豐田皇冠車(chē)上安裝一種電子裝置，可在汽車(chē)靜止1.5秒后關(guān)閉發(fā)動(dòng)機。試驗結果發(fā)現在東京市繁忙的交通中，運用這種新技術(shù)可使節油率提升10%。

　　1980年這種技術(shù)開(kāi)始裝備于量產(chǎn)車(chē)型上銷(xiāo)售，菲亞特汽車(chē)的Regata與大眾汽車(chē)公司的第二代Polo皆裝備了這種技術(shù)。

　　到1994年大三代大眾Golf、Lupo(3L車(chē)型)，以及1999年奧迪A2(3L車(chē)型)都裝備有啟停技術(shù)，不過(guò)這些車(chē)型因售價(jià)高昂而銷(xiāo)售不理想。

　　在日本除了豐田汽車(chē)外，馬自達汽車(chē)也開(kāi)發(fā)出i-Stop系統，在靜止怠速的狀態(tài)下重新啟動(dòng)時(shí)會(huì )決定首先運作的汽缸，該汽缸的活塞會(huì )停在適當位置且汽缸內完成掃氣行程。等系統判斷將重新啟動(dòng)時(shí)，就噴射燃料快速點(diǎn)火燃燒，同時(shí)驅動(dòng)啟動(dòng)馬達。啟動(dòng)過(guò)程耗時(shí)約0.35秒，而且相當平順。

　　此外，本田公司在1999年本土市場(chǎng)銷(xiāo)售的第一代insight車(chē)型就已裝備這種技術(shù)。2006年開(kāi)始，思域混合動(dòng)力車(chē)型也運用了啟停技術(shù)。本田公司運用此技術(shù)已超過(guò)十年。

　　2006年法國PSA集團的雪鐵龍公司開(kāi)發(fā)名為“start-stop”的怠速熄火系統，搭載于雪鐵龍C2和雪鐵龍C3上。這套系統結合了該公司研發(fā)的sensodrive自動(dòng)變速箱與電子控制的ISG可逆發(fā)電機（ISG集成了啟動(dòng)馬達與發(fā)電機，是由法雷奧與日本電裝公司共同研發(fā)而成）。

　　這套系統也搭載于2011年小改款的標志3008 e-HDi車(chē)型上，配合1.6L柴油發(fā)動(dòng)機以及制動(dòng)能量回收系統，可節省燃油損耗達15%的效果。

　　在2008年末，菲亞特公司引用了博世公司生產(chǎn)的啟停系統，搭載在菲亞特500車(chē)型上。阿爾法羅密歐在同年推出MiTo車(chē)型也搭載了相同的系統。2009年Volvo也在DRIVe車(chē)型上運用啟停技術(shù)。

　　德國寶馬公司將啟停技術(shù)應用旗下車(chē)型多年，包括2008年后的mini系列車(chē)型。BMW一直致力于減少發(fā)動(dòng)機動(dòng)力的損耗，他們采用博世公司的加強型啟動(dòng)馬達，在頻繁關(guān)閉、啟動(dòng)的環(huán)境下比一般啟動(dòng)馬達承受更多的啟動(dòng)次數。

● Stop-Start系統的三種方式

　　Stop-Start系統作為混合動(dòng)力車(chē)的入門(mén)技術(shù)(微混合動(dòng)力)，由于成本低，節能減排效果顯著(zhù)，其應用前景廣闊。目前，Stop-Start系統主要有三種形式：

　　分離式起動(dòng)機/發(fā)電機啟停系統

　　采用分離式起動(dòng)機和發(fā)電機的起停系統很常見(jiàn)。這種系統的起動(dòng)機和發(fā)電機是獨立設計的，發(fā)動(dòng)機啟動(dòng)所需的功率是由起動(dòng)機提供，而發(fā)電機則為起動(dòng)機提供電能。

　　博世是這種啟停系統的主流供應商。這套系統包括高增強型起動(dòng)機、增強型電池（一般采用AGM電池）、可控發(fā)電機、集成起動(dòng)/停止協(xié)調程序的發(fā)動(dòng)機ECU，傳感器等。

　　博世的起動(dòng)電機能快速、安靜地自動(dòng)恢復發(fā)動(dòng)機運轉，可降低起動(dòng)時(shí)油耗。這種啟停系統系統零件少，安裝方便，可應用于各種不同混合動(dòng)力概念（皮帶驅動(dòng)、直齒驅動(dòng)和電力軸驅動(dòng)）。而且系統的部件與傳統部件尺寸保持一致，因此可直接配備至各種車(chē)輛上。

　　目前全球已量產(chǎn)裝有博世Stop-Start系統的車(chē)型已非常多，包括有寶馬1、3、5系、X3，大眾帕薩特、高爾夫，奔馳A、B、C、E系列（部分），奧迪A6、A8，雷諾Megane，歐寶Corsa、Astra等等。

　　2009年開(kāi)始，我國一些汽車(chē)廠(chǎng)商也與博世合作匹配Stop-Start系統，2010年上半年上市的長(cháng)安CX30就匹配該系統。長(cháng)城、吉利、上汽、奇瑞等自主品牌也相繼推出匹配車(chē)型。

　　集成起動(dòng)機/發(fā)電機啟停系統

　　集成起動(dòng)機/發(fā)電機是一個(gè)通過(guò)永磁體內轉子和單齒定子來(lái)激勵的同步電機，能將驅動(dòng)單元集成到混合動(dòng)力傳動(dòng)系統中。

　　法雷奧于研發(fā)成i-Start系統（i-Stop-Start System），它首先應用于PSA（標致-雪鐵龍集團）的e-HDi車(chē)型上。i-Start系統的電控裝置集成在發(fā)電機內部，在遇紅燈停車(chē)時(shí)發(fā)動(dòng)機停轉，只要一掛檔或松開(kāi)制動(dòng)踏板汽車(chē)會(huì )立即自動(dòng)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機。

　　法雷奧將為10多個(gè)汽車(chē)制造商的50款車(chē)型配備i-Start系統。到2013年，將有100萬(wàn)輛PSA車(chē)型裝備此系統。法國PSA集團、奔馳及Smart是法雷奧Stop-Start系統的主要客戶(hù)。

　　馬自達SISS智能啟停系統

　　前面介紹的兩種啟停系統是通過(guò)起動(dòng)機來(lái)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機的，這個(gè)過(guò)程正常情況下啟動(dòng)引擎是一樣的。但是Mazda的SISS智能啟停系統，是通過(guò)在氣缸內進(jìn)行燃油直噴，燃油燃燒產(chǎn)生的膨脹力來(lái)重啟發(fā)動(dòng)機的。

　　當然要通過(guò)點(diǎn)燃燃油產(chǎn)生的力來(lái)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機，活塞就必須準確地停在一個(gè)正確位置才能保證啟動(dòng)的順利進(jìn)行。因此，運用此技術(shù)的發(fā)動(dòng)機需要標記每個(gè)氣缸燃油噴射時(shí)應該處于的位置。據介紹，通過(guò)這種方式在最短0.35s就能啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機，比使用電機控制的系統要塊一倍。

　　這種該系統控制智能、效率高，無(wú)需起動(dòng)機就能實(shí)現start-stop的功能，已用于日本市場(chǎng)銷(xiāo)售的Mazda 2、Mazda 3和Mazda 6部分車(chē)型上。

　　總結：start-stop啟停技術(shù)可以使車(chē)輛暫時(shí)停車(chē)時(shí)自動(dòng)停止發(fā)動(dòng)機工作，從而減少燃油消耗，減低排放，尤其在那些交通擁擠的大城市運用這種技術(shù)對節能減排有著(zhù)不錯的效果。在歐洲，較高的燃油價(jià)格以及排放法規相當嚴格，啟停技術(shù)已得到廣泛的應用。目前中國的啟停技術(shù)市場(chǎng)尚未成熟，不過(guò)在日益上漲的油價(jià)和節能環(huán)保的環(huán)境下，不久將有更多的車(chē)應用此技術(shù)。