電子增壓器

衛東

之前我們了解了機械增壓、渦輪增壓，以及機械增壓+渦輪增壓的雙增壓等技術，對于柴油發動機來說采用渦輪增壓器增加效率是再正常不過的事，隨著排放法規越來越嚴格，汽油發動機采用渦輪增壓也成為了普遍現象。在當前汽車技術日新月異的大環境下，這個走過了一百多年的渦輪增壓器是否會有新的形態出現呢？答案是肯定的，那就是電子增壓器。

在2012年巴黎車展上法雷奧（Valeo）推出了電子增壓器（Electric Supercharger），就是讓電機來驅動渦輪增壓器，讓發動機對進氣增壓的需求隨叫隨到。對于那些習慣于自然吸氣發動機動力爆發、總愛抱怨渦輪增壓發動機動力輸出不夠流暢的車主來說，可以對電子渦輪增壓發動機刮目相看了。隨著電子增壓器的出場，終于可以把由于渦輪增壓器固有的渦輪遲滯總會使發動機動力的爆發延后一些的弊病拋到九霄云外了。

在2014年北京國際車展上，著名汽車零部件供應商法雷奧向中國公眾展現的其最新技術成果中就包含了電子渦輪增壓器。在這屆車展上法雷奧推出的全新48V e4Sport系統解決方案是向清潔能源邁出的重要一步，而電子增壓器（Electric Supercharger）和48V皮帶式啟/發電一體機（48V iBSG）正是這一系統的重要組成部分。電子增壓器既不同于由發動機動力驅動的機械增壓器，也不同于由發動機廢氣驅動的渦輪增壓器，電子增壓器是直接由電機驅動，隨時介入，不會帶來絲毫的遲滯感。

奧迪成為了法雷奧電子增壓器的第一個客戶，而2016年夏天上市的奧迪SQ7也成為了世界上首先使用電子渦輪增壓的量產汽車。對于這款4.0L TDI柴油發動機而言，除了兩個傳統渦輪外，還有一個電動渦輪，奧迪稱之為EPC（Electrically Powered Compressor）。這款4.0L V8發動機以320kW/3750～5000rpm、900Nm/1000～3250rpm、0～100km/h用時4.8s的數據成為了市場上動力最強勁、提速最快的柴油SUV。

當發動機傳統渦輪增壓器還沒有介入的時候，電動渦輪便可以開始工作了，讓發動機動力爆發更及時。這個電動渦輪由一個48V小型電機驅動，電動增壓器的響應速度非常快，轉速從靜止到70000rpm僅需350ms。可以說法雷奧的電子增壓器將渦輪遲滯縮短到了350ms，完全可以忽略不計。但并不是說隨便哪輛車都可以安裝電子渦輪增壓器，因為它需要48V電力系統，而不是我們常用的12V電力。48V電力系統已經是當前將要流行的大趨勢，電子增壓器也會伴隨著48V電力系統大行其道。資料顯示，電子增壓系統可以降低7%-20%的油耗。這款法雷奧電動渦輪增壓器EPC的最高轉速是70000rpm，最高功率7kW，響應速度350ms。這款電子增壓器采用了低慣性的開關磁阻直流電機，在很小相位差的轉子和定子齒極間施加電磁場，產生扭矩。通過快速切換電極就可快速旋轉轉子，并提供增壓器足夠的扭矩。這款電子增壓器不但成本低，還擁有快速的響應，充足的動力，解決了發動機在低轉速時的渦輪遲滯問題。

為提高燃效而減小發動機排量，即實施發動機“小型化”，主要是通過增壓技術提升動力輸出。而對于小排量發動機而言，在發動機的低轉速區很難形成強勁的增壓效果。使用電子增壓器后，增壓效果就可以不受發動機排氣能量的影響，使小排量發動機的動力輸出更出色。

當前的電子增壓器也像每次推出的汽車新技術一樣，先從豪華車開始，如在奧迪SQ7上率先得到了使用，而在今年的第15屆北京國際車展上，在梅賽德斯-奔馳展臺展出的奔馳S500L 4 MATIC所匹配的全新一代直列6缸發動機上也出現了來自48V eBooster？電子渦輪增壓器，帶來了更迅捷的油門響應，并提高了增壓壓力，使6缸發動機性能等同于或者更優于傳統大型8缸發動機的性能表現，帶來更舒適的駕馭體驗。通過縮小發動機的尺寸，eBooster技術可使燃油和混合動力汽車的燃油效率提升5%到10%。該eBooster技術采用了無刷直流電機、耐用性極佳的釤鈷磁體和高效電力電子配件，可根據需要提供增壓，與渦輪增壓器共同工作，顯著改善了發動機低轉速下的增壓表現，且幾乎不會產生渦輪遲滯現象。與這款奔馳S級原采用的最大功率為320kW的4.8L V8發動機相比，如今通過搭載eBooster技術使3.0L直列6缸發動機達到了同等功率。

伴隨著體積更小的渦輪增壓發動機強勁的發展勢頭，尤其是在混合驅動系統中的應用，以及48V電力系統的普及，采用效果更出色的電子渦輪增壓器的車輛會越來越多。