本刊记者 王作函 文/图

At the event of IAA 2018, Federal-Mogul Power-train disclosed for the first time the company's new electrification strategy for mid and heavy-duty vehicles. This new strategy was developed and planned by the Team of Energy Application Technology, focusing on optimizing unique requirement of practical application of each segment of commercial vehicles market. This series of technology is can be specifically produced and assembled alone, so that it can meet individual and particular requirement from different engine manufactures,which can likely realize their emission and efficiency standards with economic cost.

近几年，随着排放法规的不断加严和能耗要求的不断提高，如何使发动机更清洁、更高效成为整车、发动机以及相关零部件行业面临的重要课题。作为全球领先的主机动力总成部件和系统保护产品供应商，辉门动力总成在过去几年针对电气化方面，开展了一系列前瞻性的研究和技术储备，如在IAA 2018上首次展出的中重型车辆电气化战略等创新技术，就是其助力汽车电动化的最新研发成果。

IAA 2018上的辉门展台

辉门动力总成旗下Federal-Mogul Controlled Power Ltd.总经理Nick Pascoe

2018年10月1日，天纳克完成了对辉门的收购，后者是国际领先的供应商，服务于主机设备制造商和汽车售后市场，在全球拥有近5.5万名员工，2017年收入78亿美元。此外，公司还计划在2019年底分拆业务，成立两家独立的新公司，分别为汽车零部件和驾乘性能公司，以及一家新的动力总成技术公司。

分拆后，动力总成技术公司将成为全球最大的纯动力总成公司之一，服务全球主机配套市场，其工程解决方案专注于解决燃油经济性、动力输出以及满足汽油、柴油和动力总成电气化的排放标准要求。动力总成技术公司 2017年的合并营业收入为 107 亿美元，服务于轻型汽车、商用卡车、非公路用车和工业用车市场。

在IAA 2018上，辉门动力总成首次展出的全新中重型车辆电气化战略，由能源利用技术产品组开发，可针对每个商用车细分市场和应用的独特需求进行优化。该技术系列可以单独定制和集成，能够满足发动机制造商的特定需求，并以经济的成本实现其排放和效率目标。

在辉门动力总成展台接受采访时，其旗下Federal-Mogul Controlled Power Ltd.总经理Nick Pascoe告诉《商用汽车》杂志记者：传统内燃机要进一步降低排放，满足越来越严格的排放标准，只有通过提升内燃机效率，包括降低内部摩擦和先进燃烧方案，以及动力总成的进一步电气化来实现。“尽管内燃机将在未来很多年里继续扮演至关重要的角色，但动力系统的混合动力化和电气化会成为汽车制造商实现节能减排的一个关键性因素。”

据Nick Pascoe介绍，目前柴油机的热效率大概在40%，从40%提高到50%是非常大的一个挑战，虽然通过改进和优化相关零部件来可以进一步优化发动机本体，但热效率最终也很难超过55%。要进一步提高热效率，必须增加电气化来提供额外的能量利用率。“柴油机在稳定工况下极为高效，但瞬态工况下(转矩输出变化时)效率则低很多。辉门工程师并未尝试用牵引电机替换或协助内燃机，而是在稳态工况以及特别是在苛刻的瞬态工况下，通过电气化来进一步提高内燃机的效率以改善燃油经济性和排放。”

据介绍，在辉门动力总成新的电气化战略中，以 Nick Pascoe为中心的工程团队用严格控制的废气驱动发电机所产生的电能，补充通过安装在发动机或传动系统上的发电机回收的动能。然后，能量通过驱动发动机/传动系统的电机或通过电动增压回收。

独立试验表明，应用于发动机或传动系统的 12 kW小型高响应辉门电动发电机可在车辆减速时回收能量，并在加速时增加发动机的转矩，在大型巴士上可节省高达8%的燃油。这款电动发电机具有紧凑的尺寸、完全集成的电子设备和高效的热管理，结合日益标准化的控制协议及多种设计和仿真工具，使得电动发电机的集成快速高效，即使在现有的动力总成设计上也是如此。

辉门动力总成中重型车辆电气化战略

此外，通过空气回路系统的电气化，辉门工程师正在发现更多的浪费能量的回收机会。对于以废气形式离开发动机的能量，虽然涡轮增压能够回收约20%～30%，但是还有更多的能量可以被捕获和回收。“简单经济的废气能量回收需要一个控制系统，避免在能量回收过程中损害发动机的性能或损坏发电机本身或后处理系统。”Pascoe 补充道。

Nick Pascoe进一步表示，理想状况下，从车辆动能或废气中回收的车载电能可用于电动增压来改善气流的动态响应。通过减少泵气损失以及改进加油和重新优化换挡策略，可以使发动机小型化、改善排放并提高多达 5%的燃油经济性。

“在瞬态工况的前几十秒内，燃烧系统受到的挑战最为严峻，产生的NOx和颗粒物等有毒排放物也最为严重。”Pascoe 解释说，“最新的燃油系统响应速度远远快于气流，因此，通过实施我们的战略，这些高性能车辆技术的现有投资将能够获得更多收益。通过加快空气供应以匹配燃油系统的响应，我们可以更好地控制空燃比，从而提高燃油经济性和排放性能。”

Nick Pascoe告诉记者，在辉门新的战略中，空气回路电气化方法的关键要素是涡轮发电机集成气体能量回收系统TIGERS®和用于快速响应应用的受控增压器COBRA。TIGERS®结合废气驱动涡轮和液冷式开关磁阻 (SR)发电机，开发出了可靠且技术成熟的系统，可将废气能量无缝转换为电能。COBRA 液冷式电动增压器为发动机“按需”供气，由于其低转子惯量和出色的热管理，能够适应最苛刻的驱动和运行周期。当这2个部件与 CPT SpeedTorq®高响应电动辅助电机/发电机技术相结合时，可以提供模块化的方法，适用于不同重量级的商用车车型。

Pascoe 同时指出，快速捕获大量能量，然后快速将其返回到传动系统，而不进行能量的长期存储来用于车辆行驶，这意味着更小、更实惠的能量储存解决方案（包括轻量型超级电容器）非常适合辉门战略。CPT SpeedTorq、TIGERS®和COBRA 均可采用 12 V、24 V或48 V，因此，电气系统比高压混动更小、更轻、更实惠。同时，新方法具有模块化特性，提供优化解决方案所需的灵活性。

“虽然未来的电气化发展仍然存在不确定性，但许多汽车制造商，特别是中重型汽车制造商，正在寻找延长现有发动机寿命的方法，以满足下一代市场和监管要求。” Nick Pascoe 表示，“能效、环境和快速发展的混合动力及电动汽车标志着汽车工业开始迈入一个新时代。辉门将凭借前瞻性的技术支持这一发展。通过与客户并肩协作，辉门的工程团队能够轻松地将该技术集成到现有的动力系统中，从而提高燃油效率、减少排放。由于这些技术采用模块化可扩展设计，也可以针对不同尺寸、不同终端用途的车辆量身定制经济有效的解决方案。”