电子增压器

韦东

之前我们了解了机械增压、涡轮增压、机械增压和涡轮增压双增压等技术。柴油机采用涡轮增压器来提高效率是很正常的。随着排放法规的日益严格，汽油机采用涡轮增压器已成为普遍现象。随着汽车技术的飞速发展，已经走过100多年的涡轮增压器会有新的面貌吗？答案是肯定的，就是电子增压器。

在2012年巴黎车展上法雷奥（Valeo）推出了电子增压器（Electric Supercharger），就是让电机来驱动涡轮增压器，让发动机对进气增压的需求随叫随到。对于那些习惯于自然吸气发动机动力爆发、总爱抱怨涡轮增压发动机动力输出不够流畅的车主来说，可以对电子涡轮增压发动机刮目相看了。随着电子增压器的出场，终于可以把由于涡轮增压器固有的涡轮迟滞总会使发动机动力的爆发延后一些的弊病抛到九霄云外了。2012年巴黎车展上，法雷奥推出了电动增压器，就是让电机带动涡轮增压器，让发动机需要的进气按需增压。对于那些习惯了自然吸气发动机动力爆发，总是抱怨涡轮增压发动机动力输出不够平顺的车主来说，可以对电子涡轮增压发动机印象深刻。随着电子增压器的出现，涡轮增压器固有的涡轮迟滞会一直延迟发动机动力爆发的缺点终于可以被遗忘了。

在2014年中国国际汽车展览会上，著名汽车零部件供应商法雷奥向中国公众展示的最新技术成果包括电子涡轮增压器。本次车展上，法雷奥推出的全新48V e4Sport系统解决方案是迈向清洁能源的重要一步，而电动增压器和48V皮带发电机/发电机一体机(48V iBSG)就是这一系统的重要组成部分。电子增压器既不同于由发动机动力驱动的机械增压器，也不同于由发动机废气驱动的涡轮增压器。电子增压器由电机直接驱动，可以随时介入，没有任何迟滞。

奥迪成为法雷奥电子增压器的第一个客户，2016年夏天上市的奥迪SQ7成为全球首款使用电子涡轮增压器的量产车。对于这款4.0L TDI柴油发动机，除了两台传统涡轮外，还有一台电动涡轮，奥迪称之为EPC(电动压缩机)。凭借320kw/3750 ~ 5000rpm、900nm/900Nm/1000~3250rpm、0 ~ 100km/h的4.8s时间等数据，这款4.0L V8发动机已经成为市场上动力最强的柴油SUV。

当发动机传统涡轮增压器还没有介入的时候，电动涡轮便可以开始工作了，让发动机动力爆发更及时。这个电动涡轮由一个48V小型电机驱动，电动增压器的响应速度非常快，转速从静止到70000rpm仅需350ms。可以说法雷奥的电子增压器将涡轮迟滞缩短到了350ms，完全可以忽略不计。但并不是说随便哪辆车都可以安装电子涡轮增压器，因为它需要48V电力系统，而不是我们常用的12V电力。48V电力系统已经是当前将要流行的大趋势，电子增压器也会伴随着48V电力系统大行其道。资料显示，电子增压系统可以降低7%-20%的油耗。这款法雷奥电动涡轮增压器EPC的最高转速是70000rpm，最高功率7kW，响应速度350ms。这款电子增压器采用了低惯性的开关磁阻直流电机，在很小相位差的转子和定子齿极间施加电磁场，产生扭矩。通过快速切换电极就可快速旋转转子，并提供增压器足够的扭矩。这款电子增压器不但成本低，还拥有快速的响应，充足的动力，解决了发动机在低转速时的涡轮迟滞问题。当发动机的传统涡轮增压器还没有介入的时候，电涡轮就可以开始工作，让发动机动力爆发的更加及时。电动涡轮由48V小电机驱动，电动增压器响应速度很快。从静止到转速达到70000转/分只需要350毫秒。可以说法雷奥的电子增压器可以将涡轮迟滞缩短到350ms，完全可以忽略不计。但并不意味着任何汽车都可以配备电子涡轮增压器，因为它需要的是48V的动力系统，而不是我们通常的12V动力。48V动力系统是目前流行的趋势，电子增压器也会流行48V动力系统。数据显示，电子增压系统可降低油耗7%-20%。这款法雷奥电动涡轮增压器EPC最大转速70000rpm，最大功率7kW，响应速度350 ms，这款电子增压器采用低惯性开关磁阻DC电机，在转子和定子齿间施加小相位差的电磁场产生扭矩。通过快速切换电极，转子可以快速旋转，并且可以提供增压器的足够扭矩。这款电子增压器不仅成本低，而且响应快，动力足，解决了发动机低速时的涡轮迟滞问题。

为了提高燃油效率，降低发动机排量，也就是实现发动机的“小型化”，主要是通过增压技术提高动力输出。但是对于小排量发动机来说，很难在发动机低速区域形成强大的增压效果。使用电子增压器后，增压效果不会受到发动机排气能量的影响，小排量发动机动力输出更好。

目前电子增压器和每一个新推出的汽车技术一样，都是从豪华车开始的，比如奥迪SQ7。在今年的第十五届中国国际汽车展上，48V eBooster？出现在奔驰展台展出的奔驰S500L 4 MATIC匹配的新一代直列6缸发动机上。电子涡轮增压器，带来更快的油门响应，提高增压压力，使6缸发动机的性能等同或优于传统大型8缸发动机，带来更舒适的驾驶体验。通过减小发动机的尺寸，eBooster技术可以将燃油和混合动力汽车的燃油效率提高5%至10%。这种eBooster技术采用无刷DC电机、耐用性极佳的钐钴磁体和高效电力电子配件，可根据需要提供增压。与涡轮增压器共同作用，显著提高发动机低速时的增压性能，几乎不会产生涡轮迟滞。与最大功率为320kW的原始4.8L V8发动机相比，这款奔驰S级现在的功率与采用eBooster技术的3.0L直列6缸发动机相当。

随着更小涡轮增压发动机的强劲发展势头，特别是其在混合动力系统中的应用，以及48V动力系统的普及，越来越多的车辆将采用更好的电子涡轮增压器。