电车为何向48V发展：解析48V系统相较于12V系统的显著优势

电车为何向48V发展：解析48V系统相较于12V系统的显著优势

随着汽车工业的绿色转型和环保法规的日益严格，电动汽车及混合动力汽车的发展已成为全球汽车产业的重要趋势。在这一背景下，电压系统的升级，特别是从传统的12V系统向48V系统的转变，不仅是技术进步的必然结果，也是应对节能减排挑战的关键举措。本文将详细探讨电车为何要向48V发展，并深入解析48V系统的具体实现及其相较于12V系统的显著优势。

油耗法规的推动

首先，油耗法规的严格化是推动电车向48V系统发展的重要因素。随着全球范围内对节能减排要求的不断提高，各国政府纷纷出台更为严格的排放标准。例如，欧盟制定了严格的二氧化碳排放标准，促使整车厂和零部件供应商通过各种技术路线降低车辆油耗。

48V系统因其能在有限成本内显著提升节能减排效果，成为业界关注的焦点。在中国，新修订的《乘用车燃料消耗量限值》等法规也促使车企寻找更低成本、更高效的节能方案。

48V系统的系统组成和工作原理

1. 系统组成：48V系统主要由48V电池、BSG或ISG电机、DC/DC转换器等关键部件组成。

• 48V电池：这是系统的能量存储单元，通常采用能量小于1度电的功率型锂离子电池，以替代传统的铅酸电池。这种电池具有较高的能量密度和功率输出能力，能够满足车辆对电能的需求。

• BSG或ISG电机：BSG（Belt Starter Generator，皮带传动启动/发电一体化电机）通过皮带与发动机相连，主要实现启动、发电和助力功能。而ISG（Integrated Starter Generator，集成启动/发电机）则更为先进，电机转子与曲轴输出端相连，通过扭矩叠加的方式进行动力混合。这两种电机都能在车辆启动时辅助发动机，加速时提供额外动力，并在滑行或刹车时回收能量。

• DC/DC转换器：该转换器用于将48V高压系统的电能转换为12V低压系统所需的电能，以确保车辆上原有的12V供电设备能够正常工作。同时，两部分系统可共享来自48V发电机的电能，提高能源利用效率。

2. 工作原理：48V系统的工作原理主要基于电动机与内燃机的并联运行，以提供额外的驱动力并具备动能回收功能：

• 启动阶段：当车辆启动时，48V电池通过BSG或ISG电机辅助发动机启动，减少发动机启动时的负荷和噪音，提高启动平顺性。

• 加速阶段：在车辆加速时，BSG或ISG电机提供额外动力，与内燃机共同驱动车辆前进。这不仅可以提升加速性能，还能降低内燃机的负荷和油耗。

• 滑行与刹车阶段：在车辆滑行或刹车时，BSG或ISG电机作为发电机工作，回收制动能量并存储于48V电池中。这种能量回收功能有助于提高车辆的能量利用效率并延长续航里程。

48V系统的显著优势

相较于12V系统，48V系统具有多方面的显著优势：

1. 提高能效，降低损耗：

48V系统能在相同功率下，工作电流仅为12V系统的1/4，损耗仅为1/16（损耗计算公式：P=I2R）。这意味着在传输相同电能时，48V系统能更有效地减少能量损失，提高车辆的整体能效。

2. 支持更大功率设备：

随着汽车电气系统的日益复杂，对电源系统的要求也越来越高。12V系统已经逐渐无法满足高端音响系统、大功率加热器等高功率设备的需求。而48V系统则能轻松支持这些设备，为车辆提供更多元化的功能。

3. 减轻重量，降低成本：

由于48V系统能减小导线尺寸和重量，从而降低车辆的整体重量和成本。这对于提高车辆的燃油经济性和续航里程具有重要意义。

同时，更细的线束也意味着更低的材料成本和更小的空间占用。（搞过家装的读者肯定有感受，BV1.5和BV2.5的铜线价格相差很大。在电车上同样如此，电车几乎都是用铜线将各种电控单元连接起来，整车都是电线包。用量很大，线束减小，能有效降低成本。）

如果你平时留意，也能发现有的电车，充电口在车头部分，大概率就是为了节约那根高压快充的粗线成本。

4. 优化发动机性能：

48V系统可以与BSG/ISG（皮带驱动起动机/发电机）结合，实现电功率辅助。这不仅能进一步缩小发动机体积、降低排放，还能通过涡轮电动化等技术提高发动机的效率。在发动机关闭的情况下，空调压缩机、冷却水泵等高负载附件也能继续工作，提升驾驶舒适性。

5. 提升驾驶体验：

48V系统能够显著改善驾驶体验。例如，BSG/ISG点火时间更短，噪音和震动更小；电动涡轮的响应速度更快，避免了传统涡轮增压器的延迟现象。这些改进都使得驾驶过程更加平稳、舒适。

市场应用前景广阔

目前，48V系统已经在多家知名汽车制造商的车型中得到了广泛应用。例如，奥迪、宝马、大众等德国汽车制造商已经推出了搭载48V系统的车型。这些车型不仅提升了燃油经济性，还为消费者带来了更加丰富的驾驶体验和更高的车辆性能。48V系统有望成为未来汽车电气系统的重要发展方向之一。特斯拉的Model X系列全部采用48V供电系统。

随着技术的不断进步和成本的进一步降低，48V系统有望成为燃油车的通用技术，被安装在大多数汽车上。这一趋势不仅符合全球节能减排的要求，也为汽车工业的可持续发展提供了新的动力。

在国内外，许多芯片制造商和汽车厂商正在争相布局48V系统。例如，德州仪器（TI）、罗姆半导体（ROHM）、亚德诺半导体（ADI）、瑞萨电子（Renesas）、英飞凌科技（Infineon）等传统大厂都推出了适用于48V电源系统的车规级DC/DC产品，国产电源芯片厂商也纷纷布局车规级DC/DC市场 。

总结来说，48V系统的发展受到了政策的支持和市场的关注，其高效、轻量化、智能扩展性的优势使其成为汽车电气化和智能化发展的重要方向。尽管面临成本和技术上的一些挑战，但随着技术成熟和成本下降，48V系统有望在未来汽车产业中发挥更大的作用。