在汽車行業(yè)向全面電氣化轉(zhuǎn)型的進(jìn)程中，48V 汽車系統(tǒng)作為一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，正逐漸嶄露頭角，尤其是在輕度混合動(dòng)力汽車領(lǐng)域，展現(xiàn)出獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)和廣闊的應(yīng)用前景。

背景與需求

隨著全球?qū)Νh(huán)境保護(hù)和節(jié)能減排的關(guān)注度不斷提高，汽車行業(yè)面臨著巨大的壓力，需要不斷探索和采用新的技術(shù)來降低尾氣排放、提高燃油經(jīng)濟(jì)性。傳統(tǒng)的 12V 汽車電氣系統(tǒng)在應(yīng)對(duì)現(xiàn)代汽車日益增長(zhǎng)的電力需求時(shí)，顯得力不從心。例如，車輛中越來越多的電子設(shè)備，如智能駕駛輔助系統(tǒng)、大功率車載娛樂系統(tǒng)等，對(duì)電力供應(yīng)提出了更高要求，12V 系統(tǒng)難以滿足這些設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，且在傳輸高功率時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的能量損耗。此外，為了滿足嚴(yán)格的排放法規(guī)，汽車制造商需要尋找一種既能有效提升車輛能效，又不會(huì)大幅增加成本和技術(shù)復(fù)雜度的解決方案，48V 汽車系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。

系統(tǒng)原理與構(gòu)成

48V 汽車系統(tǒng)是在傳統(tǒng) 12V 電氣系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加了一個(gè) 48V 的電壓軌。其核心組件包括 48V 鋰離子電池、電機(jī)(如帶式啟動(dòng) / 發(fā)電一體電機(jī) BSG 或集成式啟動(dòng) / 發(fā)電電機(jī) ISG)以及 DC/DC 轉(zhuǎn)換器。48V 鋰離子電池負(fù)責(zé)儲(chǔ)存電能，為高功率設(shè)備和電機(jī)提供電力支持。BSG 電機(jī)通過皮帶與發(fā)動(dòng)機(jī)相連，在車輛啟動(dòng)時(shí)，它可以快速帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，減少啟動(dòng)時(shí)間和抖動(dòng);在車輛加速時(shí)，提供額外的扭矩輔助，提升動(dòng)力性能;在車輛減速或制動(dòng)時(shí)，又能將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能回收至電池中。ISG 電機(jī)則直接與發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸相連，能更高效地實(shí)現(xiàn)能量回收和輔助驅(qū)動(dòng)功能。DC/DC 轉(zhuǎn)換器的作用是將 48V 電壓轉(zhuǎn)換為 12V，為車輛原有的 12V 電氣設(shè)備供電，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)電壓系統(tǒng)的協(xié)同工作。

顯著優(yōu)勢(shì)

節(jié)能與環(huán)保

48V 系統(tǒng)能夠顯著提升車輛的燃油經(jīng)濟(jì)性。一方面，通過能量回收系統(tǒng)，將車輛制動(dòng)或減速過程中的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能儲(chǔ)存起來，在后續(xù)行駛中再利用這些電能輔助驅(qū)動(dòng)，減少了發(fā)動(dòng)機(jī)的工作負(fù)荷，從而降低了燃油消耗。據(jù)相關(guān)測(cè)試，搭載 48V 輕混系統(tǒng)的車輛相比傳統(tǒng)燃油車，燃油經(jīng)濟(jì)性可提高 10% - 15%。另一方面，發(fā)動(dòng)機(jī)工作負(fù)荷的降低意味著尾氣排放的減少，有助于降低有害氣體對(duì)環(huán)境的污染，更好地滿足日益嚴(yán)格的環(huán)保法規(guī)要求。

提升動(dòng)力性能

在車輛啟動(dòng)和加速階段，48V 系統(tǒng)的電機(jī)能夠迅速響應(yīng)，為發(fā)動(dòng)機(jī)提供額外的扭矩。這使得車輛的啟動(dòng)更加迅速、平穩(wěn)，加速過程更加順暢，有效改善了駕駛體驗(yàn)。特別是在城市擁堵路況下，頻繁的啟停操作中，48V 系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)尤為明顯，能夠減少發(fā)動(dòng)機(jī)在低效率區(qū)間的運(yùn)行時(shí)間，提升車輛的整體動(dòng)力性能。

系統(tǒng)成本與重量?jī)?yōu)勢(shì)

相較于高壓混合動(dòng)力或純電動(dòng)系統(tǒng)，48V 系統(tǒng)的成本更低。其架構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，不需要復(fù)雜的高壓安全防護(hù)措施，減少了相關(guān)設(shè)備的成本投入。同時(shí)，由于 48V 系統(tǒng)在相同功率下電流較小，可使用更細(xì)、更輕的電纜和連接器，這不僅降低了線束的成本，還減輕了車輛的整體重量。車輛重量的減輕又進(jìn)一步促進(jìn)了燃油經(jīng)濟(jì)性的提升，形成了良性循環(huán)。

應(yīng)用現(xiàn)狀

目前，48V 汽車系統(tǒng)在輕度混合動(dòng)力汽車領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。眾多汽車制造商紛紛推出搭載 48V 輕混系統(tǒng)的車型。例如，奔馳的部分車型采用 48V 系統(tǒng)，有效提升了車輛的動(dòng)力性能和燃油經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)減少了啟停過程中的抖動(dòng)，提升了駕乘舒適性。奧迪也在多款車型中應(yīng)用 48V 技術(shù)，通過 48V 系統(tǒng)與發(fā)動(dòng)機(jī)的協(xié)同工作，優(yōu)化了車輛的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。此外，國(guó)內(nèi)的一些汽車品牌如吉利、長(zhǎng)城等也積極布局 48V 輕混技術(shù)，將其應(yīng)用于旗下的多款車型中，推動(dòng)了 48V 系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的普及。

未來發(fā)展趨勢(shì)

隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和市場(chǎng)的逐步成熟，48V 汽車系統(tǒng)有望在未來得到更廣泛的應(yīng)用和進(jìn)一步的發(fā)展。一方面，半導(dǎo)體技術(shù)的持續(xù)創(chuàng)新將推動(dòng) 48V 系統(tǒng)的關(guān)鍵組件，如功率芯片、控制器等向更高性能、更低成本的方向發(fā)展，進(jìn)一步提升系統(tǒng)的整體性能和可靠性。另一方面，48V 系統(tǒng)將與智能駕駛、車聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù)深度融合。例如，為智能駕駛中的傳感器、控制器等設(shè)備提供穩(wěn)定的電力支持，確保智能駕駛系統(tǒng)的高效運(yùn)行;通過車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì) 48V 系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理，優(yōu)化能量分配策略，提升車輛的整體智能化水平。此外，隨著更多車企加入 48V 系統(tǒng)的研發(fā)和應(yīng)用行列，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)將促使 48V 系統(tǒng)的成本進(jìn)一步降低，從而加速其在汽車市場(chǎng)的普及，成為未來汽車電氣化發(fā)展的重要趨勢(shì)之一。