内容发布更新时间 : 2024/4/29 1:37:38星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

B-ISG混合动力汽车的全新发展技术

B-ISG(Belt-driven Integrated Started Generator)技术采用皮带驱动起动/发电机一体化，对现有汽车动力总成结构改动尽量小，改善汽车燃油经济性、排放等各方面的指标。这是ISG(Integrated Started Generator)轻度混合动力汽车的全新发展。

在诸多新能源汽车解决方案中，成功实现了产业化的只有混合动力汽车，发动机和电机驱动相结合已经成为混合动力车的主流。混合动力汽车可分为轻度混合型、中度混合型和重度混合型三类，在三类混合动力车型之中,尽管轻度混合动力汽车在降低油耗和改善排放方面的能力有限,但由于其对现有内燃机汽车的改造成本最低,效果明显，适合推向市场。皮带驱动的起动/发电机一体化B-ISG(Belt-driven Integrated Started Generator)是在ISG(Integrated Started Generator)轻度混合动力汽车技术的基础上用皮带驱动技术，拥有其独特的工作特性与优点。 结构简介

ISG技术是基于起动机/发电机一体化的轻度混合动力汽车。它将盘式一体化起动机/发电机直接安装在内燃机曲轴输出端(ISG转子与曲轴联结),取代了飞轮以及原有的起动机和发电机,作为汽车的辅助动力源。如图1左所示。本田(Honda)混合动力汽车Insight车即使用了ISG系统。

在发动机前端用一个皮带传动的机构，将交流发电机和发动机联结起来，并把起动机(starter)同样连接在交流发电机的机构中，节省了内部空间。同时，皮带具有质量轻的特点，与齿轮传动比较，大大降低了整个动力总成结构的质量。这样的结构布置相比ISG系统，发动机和其他的动力总成结构没有改变，可以沿用传统车辆的飞轮、离合器和变速器等机构，可以在现有传统的动力总成结构上进行很小的改动获得，大大减小了机构的复杂程度。 工作过程

B-ISG轻度混合动力汽车在不同行驶工况下的工作情况：

减速工况：驾驶员的脚离开加速踏板，踩下制动踏板，制动能量回收马上开始工作，向起动/发电机传送了一个信号，使其将车辆的动能转化成电能并存储起来，驾驶员将档位挂至空档，车辆不再向发动机供油，关闭发动机，车辆逐渐停止。

停车工况：控制系统自动切断内燃机供油,发动机处于关闭状态(车内其他附属设备，如空调系统等可由蓄电池供电)。

起动工况：重新起动车辆，驾驶员挂一档，B-ISG系统马上由起动/发电机带动皮带拖动发动机，使发动机达到怠速转速，发动机供油开始，脚踩加速踏板(从怠速到起动的过程中，会有约250ms的延迟，给驾驶者的感觉是发动机并没有关闭过)。 正常行驶工况：发动机正常工作，驱动汽车。

B-ISG由动力电子设备控制，42V蓄电池一方面为电子设备控制系统提供电力，另一方面，通过DC/DC转换器，变换成12V，为车辆其他电子系统提供电力。 系统特点

B-ISG系统兼有ISG系统的很多优点，如支持42V电源系统，满足目前正在日益提高的汽车电器负荷，车辆上的辅助设备都可以改成直接用电来控制，提高设备效率。可以实现发动机自动起停、电动助力、高效大功率电能输出和制动能量回收等功能,既可改善整车的燃油效率和排放性能,又可提高整车的动力性。 与ISG相比B-ISG又有其自身的特点：

(1)ISG系统技术需要在现有内燃机汽车的动力总成上进行很大的改动，这为以后的维修保养带来了极大的不便，大大提高了使用ISG技术的混合动力汽车的成本。B-ISG系统结构较之ISG结构更加简单，特别是对原有发动机的动力总成的改装相对比较容易，对于汽车厂商来说更加适合推向市场，适合大规模的生产。

(2)B-ISG采用皮带驱动作为中间挠性件来传递动力, 相对于采用齿轮传动装置，皮带驱动平稳、无噪声,而且结构简单，方便维修。皮带具有轻质，易拆卸更换、相对造价较低的特点。但是皮带驱动需要增加一定的附件，如张紧装置。同时，皮带的滑动以及其迟滞效应，会出现功率损失，皮带的发热、磨损损坏等问题，皮带的寿命也是一个比较重要的因素。 (3)B-ISG系统能够改善燃油的经济性。其最主要的就是它改善了汽车在起步时候的工作状况，取消了怠速工况，可以使燃料消耗量在城市工况下下降15%～25%，降低CO2的排放。但B-ISG汽车在加速时，电机并不助力，所以对燃油经济性的改善能力有限，只适合在城市工况下使用。

(4)在起动能力方面，传统的起动机在冷起动时的表现要优于B-ISG系统，而B-ISG系统则更适合在已经起动的发动机的起动。 实际运用

由法雷奥(Valeo)公司、英国交通部、福特汽车,里卡多(Ricardo)联合有限公司和盖茨(Gates)公司共同合作研发的HyTrans是欧洲第一辆采用B-ISG的柴油轻度混合动力城市运货车。HyTrans是以福特Transit T280柴油车为基本车型，装配有由法雷奥提供4KW 42V皮带驱动的起动/发电机，即B-ISG系统［法雷奥公司称之为StARS(belt-driven combined starter/alternator)系统］；通过盖茨公司的前端辅助驱动FEAD(Front End Ancillary Drive)系统连接发动机。其它附属设备还包括：1.5KW起动/发电机，14/42V电源系统的DC/DC转换器，36V的铅酸蓄电池和法雷奥蓄电池管理系统(BMS)等。

皮带驱动有其自身的特点，相应需要增加一些附件，盖茨公司的前端辅助驱动FEAD(Front End Ancillary Drive)系统为HyTrans的B-ISG系统的高效运行提供了可能，FEAD系统是在盖茨公司的电控机械驱动Electro-Mechanical Drive(EMD)技术上改进而得，其中包括：张紧轮、能承受高载荷的Micro-V 皮带和一个高性能的曲轴消声装置。张紧轮的设计能抵抗强烈的振动，为整个驱动系统提供稳定的阻尼，在汽车起动和发电模式时提供最佳的皮带张力。新Micro-V 皮带技术是由合成材料组成，能够在更大的温度范围内提供更高的负载能力和更长的使用寿命。这种可以承受高扭矩的皮带经过了50多万次的起动和24万多公里测试。曲轴消声器解决了噪声、振动和刺耳的声音等问题。

因为HyTrans是一辆城市内的小型货运车，根据其行驶的特点，其燃油经济性与原车型进行比较，如上表所示。

从表中我们可以发现，在挨家挨户(Door-to-Door)的城市送货模式中，HyTrans的燃油消耗量有着很大的改善。这说明B-ISG系统特别适用于起动/停止频繁的城市工况。21.3%的燃油经济性的改善，不仅大大减少了油耗，同时，汽车排放也得到了显著的改善。在其他两种循环模式，特别是在新欧洲行驶循环(NEDC)下，其对提高燃油经济性帮助较小。 除了福特的HyTrans之外，奇瑞集团成立的国家节能环保汽车工程技术研究中心，自主开发了奇瑞BSG混合动力汽车，也采用了类似B-ISG的模式：发动机与起动/发电机之间采取皮带传动方式进行动力传输，以发动机为整车的驱动动力源，起动/发电机系统用于实现发动机的快速起动，在正常行驶工况下，BSG和常规汽车发电机一样由发动机驱动起动/发电机发电，给蓄电池充电，当车辆停下时，发动机运转停止，消除怠速状态，再起动时，BSG起动/发电机快速起动发动机。奇瑞BSG动力系统由1.6L汽油发动机，5速手动变速器，2kW起动/发电机和12V的铅酸蓄电池组成。在城郊综合工况下油耗为6.3L/100km，排放达到欧Ⅳ标准。

通用汽车公司也推出了以皮带传动起动/发电机的轻度混合动力汽车，并称之为Belt Alternator Starter(BAS)。通用汽车公司的BAS系统包括以下几个组件：起动/发电机单元，

新的发动机附件(两个张紧轮和皮带，用以承受发电机和起动机的扭矩)，一个发动机控制模块，42V的镍氢(NiMH)蓄电池(能够释放接受大于10kW的峰值功率)等。通用汽车也会分别在今年和2007年将此系统应用于土星(Saturn)VUE及雪佛兰Malibu车型上，拭目以待。 与ISG混合动力车一样，B-ISG混合动力汽车同样属于轻度混合动力汽车，但B-ISG系统结构简单，成本低，适用于对价格较为敏感的经济车型，特别适合城市某些专门用途的车辆。对特定行驶工况的燃油消耗量的减少有着突出的作用。

B-ISG系统的使用推动了汽车配件和零部件的生产。特别是对用皮带传动的研究，皮带的材质的选择，使得皮带的耐热，抗疲劳等各方面的性能指标有了极大的提升。但是，诸如皮带滑动，效率的损失问题依然存在。