微混合動(dòng)力技術(shù) Start-Stop啟停系統(tǒng)解析

● 什么是啟停（Start-stop）技術(shù)

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

　　那么啟動(dòng)停車系統(tǒng)是怎樣工作的？遇到紅燈或塞車時(shí)，駕駛員制動(dòng)使車輛停下來(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(tǒng)會(huì)自動(dòng)將發(fā)動(dòng)機(jī)熄火，節(jié)省了怠速運(yùn)轉(zhuǎn)而浪費(fèi)的燃油；當(dāng)綠燈放行后，駕駛員踩下離合器，發(fā)動(dòng)機(jī)則自動(dòng)重新啟動(dòng)，掛入擋位后即可前行。

　　如果是自動(dòng)擋車型操作更為簡(jiǎn)單，駕駛員只要施加制動(dòng)使車輛停止，發(fā)動(dòng)機(jī)則自動(dòng)熄火。在釋放制動(dòng)后，駕駛員加油，發(fā)動(dòng)機(jī)將自動(dòng)啟動(dòng)。這種節(jié)能的駕駛方式并沒(méi)有改變?nèi)藗內(nèi)粘５鸟{駛習(xí)慣，沒(méi)有帶給車主任何使用上的麻煩，卻帶來(lái)了顯著的節(jié)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(dāng)時(shí)嘗試在豐田皇冠車上安裝一種電子裝置，可在汽車靜止1.5秒后關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)。試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)在東京市繁忙的交通中，運(yùn)用這種新技術(shù)可使節(jié)油率提升10%。

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

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

　　在日本除了豐田汽車外，馬自達(dá)汽車也開(kāi)發(fā)出i-Stop系統(tǒng)，在靜止怠速的狀態(tài)下重新啟動(dòng)時(shí)會(huì)決定首先運(yùn)作的汽缸，該汽缸的活塞會(huì)停在適當(dāng)位置且汽缸內(nèi)完成掃氣行程。等系統(tǒng)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(qū)動(dòng)啟動(dòng)馬達(dá)。啟動(dòng)過(guò)程耗時(shí)約0.35秒，而且相當(dāng)平順。

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

　　2006年法國(guó)PSA集團(tuán)的雪鐵龍公司開(kāi)發(fā)名為“start-stop”的怠速熄火系統(tǒng)，搭載于雪鐵龍C2和雪鐵龍C3上。這套系統(tǒng)結(jié)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(jī)（ISG集成了啟動(dòng)馬達(dá)與發(fā)電機(jī)，是由法雷奧與日本電裝公司共同研發(fā)而成）。

　　這套系統(tǒng)也搭載于2011年小改款的標(biāo)志3008 e-HDi車型上，配合1.6L柴油發(fā)動(dòng)機(jī)以及制動(dòng)能量回收系統(tǒng)，可節(jié)省燃油損耗達(dá)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(tǒng)，搭載在菲亞特500車型上。阿爾法羅密歐在同年推出MiTo車型也搭載了相同的系統(tǒng)。2009年Volvo也在DRIVe車型上運(yùn)用啟停技術(shù)。

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

● Stop-Start系統(tǒng)的三種方式

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

　　分離式起動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)啟停系統(tǒng)

　　采用分離式起動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)的起停系統(tǒng)很常見(jiàn)。這種系統(tǒng)的起動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)是獨(dú)立設(shè)計(jì)的，發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)所需的功率是由起動(dòng)機(jī)提供，而發(fā)電機(jī)則為起動(dòng)機(jī)提供電能。

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

　　博世的起動(dòng)電機(jī)能快速、安靜地自動(dòng)恢復(fù)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，可降低起動(dòng)時(shí)油耗。這種啟停系統(tǒng)系統(tǒng)零件少，安裝方便，可應(yīng)用于各種不同混合動(dòng)力概念（皮帶驅(qū)動(dòng)、直齒驅(qū)動(dòng)和電力軸驅(qū)動(dòng)）。而且系統(tǒng)的部件與傳統(tǒng)部件尺寸保持一致，因此可直接配備至各種車輛上。

　　目前全球已量產(chǎn)裝有博世Stop-Start系統(tǒng)的車型已非常多，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(guó)一些汽車廠商也與博世合作匹配Stop-Start系統(tǒng)，2010年上半年上市的長(zhǎng)安CX30就匹配該系統(tǒng)。長(zhǎng)城、吉利、上汽、奇瑞等自主品牌也相繼推出匹配車型。

　　集成起動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)啟停系統(tǒng)

　　集成起動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)是一個(gè)通過(guò)永磁體內(nèi)轉(zhuǎn)子和單齒定子來(lái)激勵(lì)的同步電機(jī)，能將驅(qū)動(dòng)單元集成到混合動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)中。

　　法雷奧于研發(fā)成i-Start系統(tǒng)（i-Stop-Start System），它首先應(yīng)用于PSA（標(biāo)致-雪鐵龍集團(tuán)）的e-HDi車型上。i-Start系統(tǒng)的電控裝置集成在發(fā)電機(jī)內(nèi)部，在遇紅燈停車時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，只要一掛檔或松開(kāi)制動(dòng)踏板汽車會(huì)立即自動(dòng)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。

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

　　馬自達(dá)SISS智能啟停系統(tǒng)

　　前面介紹的兩種啟停系統(tǒng)是通過(guò)起動(dòng)機(jī)來(lái)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)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(tǒng)，是通過(guò)在氣缸內(nèi)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(jī)的。

　　當(dāng)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(jī)，活塞就必須準(zhǔn)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(yùn)用此技術(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)需要標(biāo)記每個(gè)氣缸燃油噴射時(shí)應(yīng)該處于的位置。據(jù)介紹，通過(guò)這種方式在最短0.35s就能啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，比使用電機(jī)控制的系統(tǒng)要塊一倍。

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

　　總結(jié)：start-stop啟停技術(shù)可以使車輛暫時(shí)停車時(shí)自動(dòng)停止發(fā)動(dòng)機(jī)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(yùn)用這種技術(shù)對(duì)節(jié)能減排有著不錯(cuò)的效果。在歐洲，較高的燃油價(jià)格以及排放法規(guī)相當(dāng)嚴(yán)格，啟停技術(shù)已得到廣泛的應(yīng)用。目前中國(guó)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(jié)能環(huán)保的環(huán)境下，不久將有更多的車應(yīng)用此技術(shù)。