48V系統(tǒng)概念、起源及優(yōu)缺點(diǎn)

　　迫于越來越重的環(huán)境壓力，新能源汽車在國家政策的大力支持下迅速進(jìn)入消費(fèi)者視野，而隨著補(bǔ)貼的逐年退坡，“雙積分”政策的加速推廣，2020年平均油耗限值5升/百公里的硬指標(biāo)，節(jié)能減排成為每個車企懸在頭上的利劍。此時一個非常熱門的詞匯——48V系統(tǒng)火了小編的朋友圈，都快到了不提48V都不算圈內(nèi)人的地步，究竟什么是48V呢？

　　48V系統(tǒng)概念

　　48V系統(tǒng)是指系統(tǒng)電壓為48V，用能量小于一度電的功率型鋰離子電池替代傳統(tǒng)的鉛酸電池，用BSG電機(jī)替代傳統(tǒng)的啟動電機(jī)和發(fā)電機(jī)，除了自動啟停功能之外，還能夠在必要的時候，為車輛提供輔助動力。

　　一般來說，48V系統(tǒng)由三大件組成：電機(jī)、鋰離子電池組以及DC-DC轉(zhuǎn)換器。48V系統(tǒng)一般與內(nèi)燃機(jī)并聯(lián)。相較于高壓混合動力系統(tǒng)，48V微混系統(tǒng)能夠以三分之一的成本提供了全混合動力的三分之二的好處，讓燃油經(jīng)濟(jì)性提高了15％至20％。

　　48V還可以用于驅(qū)動電動增壓器（e-ger）。電動增壓器取代傳統(tǒng)的等待廢氣讓渦輪達(dá)到最高速度，會讓加速過程更加迅速，同時滯后感也會并不那么顯著。

       48V系統(tǒng)起源

　　1918年汽車首次引入了蓄電池，隨著起動機(jī)的誕生，1920年蓄電池獲得了廣泛應(yīng)用，當(dāng)時蓄電池的電壓等級是6V，并且正極接地。由于內(nèi)燃機(jī)排量的增加以及高壓縮比內(nèi)燃機(jī)的出現(xiàn)，6V蓄電池已經(jīng)不能滿足功率需求，1950年電壓等級開始向12V進(jìn)化，一直到現(xiàn)在，12V電壓系統(tǒng)已經(jīng)統(tǒng)治了60多年。

　　1988年，SAE（SocietyofAutomoTIveEngineers）提議把標(biāo)準(zhǔn)電壓提高至42V。由于當(dāng)時的技術(shù)水平，以及電氣零部件替換的高昂費(fèi)用，汽車企業(yè)并沒有積極推進(jìn)實(shí)施，最終夭折，至今汽車依然是12V系統(tǒng)。

　　而目前面對5升/百公里的油耗限值12V怠速啟停等技術(shù)的節(jié)油潛力已經(jīng)達(dá)到瓶頸了，怠速啟停和制動回收都是有效的節(jié)能技術(shù)手段，但是在12V系統(tǒng)中，由于電壓較低，得不到很好的發(fā)揮，增加技術(shù)成本的同時節(jié)能效果有限。

　　2011年，Audi，BMW，Daimler，Porsche，Volkswagen聯(lián)合推出48V系統(tǒng)，以滿足日益增長的車載負(fù)載需求，更重要的是為了滿足2020年嚴(yán)格的排放法規(guī)。并在隨后發(fā)布了48V系統(tǒng)規(guī)范LV148。

　　48V輕混系統(tǒng)優(yōu)缺點(diǎn)

　　純電動化是汽車的終極目標(biāo)，但是由于續(xù)航問題，充電問題，以及成本問題，無法在短期內(nèi)大量普及。而60V是安全電壓，也就是說只要低于60V的電壓不需要采取額外的安全防護(hù)措施，48V電池的充電電壓最高56V，已經(jīng)很接近60V，即48V電池電壓是安全電壓下的最高電壓等級了。

　　48V輕混系統(tǒng)相比高壓混動系統(tǒng)而言，成本更低，卻可以達(dá)到高壓混動系統(tǒng)（電池電壓》100V）大部分節(jié)能效果，按照德爾福的測算，48V輕混系統(tǒng)是高壓輕混系統(tǒng)成本的30%，能達(dá)到高壓輕混系統(tǒng)70%的節(jié)能效果。

　　優(yōu)點(diǎn)：

　　1.降低CO？排放，提升燃油率，適應(yīng)國家政策。

　　2.低于60V安全電壓，不需要采取額外的電壓防護(hù)，相對高壓混動系統(tǒng)，成本更低；

　　3.48VBeltStarterGenerator（BSG）容易替代原有的12VBeltStarterGenerator，無需大幅更改設(shè)計即可配套。且與高壓系統(tǒng)相比，降低匹配難度，同時也降低了成本和重量

　　4.可以將傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)上的高負(fù)載附件電動化，比如空調(diào)壓縮機(jī)、冷卻水泵、真空泵等，降低發(fā)動機(jī)的負(fù)載，即使在發(fā)動機(jī)關(guān)閉的情況下，這些設(shè)備也能工作；可以支持更大功率的車載設(shè)備。

　　5.將車載電器工作電壓提升到48V，可以進(jìn)一步降低損耗，同時可以降低線束外徑；BSG/ISG點(diǎn)火時間更短，更低噪音和更小震動。

　　缺點(diǎn)：

　　1.電壓的升高，電磁兼容要求會更高；

　　2.48V電壓下會存在電弧，是風(fēng)險隱患，需要處理；

　　3.原來的12V車載設(shè)備遷移到48V需要重新開發(fā)以及測試，代價巨大并且周期長；

　　4.比12Vstart-stop系統(tǒng)成本高，節(jié)能效果不如高壓混動系統(tǒng)。

　　48V輕混系統(tǒng)工作模式

　　自動啟停（START/STOP）：等紅綠燈，車輛靜止?fàn)顟B(tài)下，發(fā)動機(jī)處于關(guān)閉狀態(tài)，48V大容量電池利用存儲的能量維持車載電氣的正常運(yùn)行，發(fā)動機(jī)可以隨時快速啟動。

　　能量回收（RECUPERATION）：能量回收可以將動能轉(zhuǎn)化為電能，并存儲到電池中。僅能量回收功能就可以降低大約7%的油耗。

　　動力輔助（BOOST）：混動系統(tǒng)可以減小發(fā)動機(jī)的排量，在提速階段，電機(jī)的輔助動力能彌補(bǔ)發(fā)動機(jī)動力的不足，實(shí)現(xiàn)不損失動力的情況下降低排放。

　　航行（SAILING/ACTIVEENGINE-OFFCOASTING）：在車輛恒速運(yùn)行，并且電池電量充足的情況下，關(guān)閉發(fā)動機(jī)噴油系統(tǒng)，依靠電機(jī)來維持車輛運(yùn)行。電機(jī)提供的動力用來抵消行駛阻力以及發(fā)動機(jī)的拖拽阻力。位于P2位置的BSG/ISG在高速巡航階段，電能充足的情況下，可以徹底分離且關(guān)閉發(fā)動機(jī)，僅靠電機(jī)保持車輛巡航。當(dāng)再次踩下油門踏板，發(fā)動機(jī)會迅速啟動，平滑切入到當(dāng)前車速。

　　滑行（COASTING）：在松開油門，車輛處于滑行階段，離合器分離發(fā)動機(jī)和傳動系統(tǒng)的機(jī)械連接，徹底關(guān)閉發(fā)動機(jī)，實(shí)現(xiàn)更長的行駛距離。相當(dāng)于傳統(tǒng)車輛空檔滑行，只不過傳統(tǒng)車輛在切換到空檔滑行之后，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速在降到怠速時依然需要噴油來維持發(fā)動機(jī)的運(yùn)行。

相較于純電動與混合動力的解決方案，48V微混系統(tǒng)對動力驅(qū)動系統(tǒng)的改動不大，能夠很快地進(jìn)行部署，屬于相對低成本快部署的方案。這也現(xiàn)在火爆的原因之一。對于國內(nèi)車企而言，盡管在政策的驅(qū)動下，會轉(zhuǎn)向電動車與混合動力的開發(fā)。但相比于200-600V的強(qiáng)混，尤其是目前雷凌和卡羅拉的強(qiáng)混現(xiàn)在只賣13、4萬，如果成本繼續(xù)壓縮，那么48V的市場有多大就很難說。尤其從開發(fā)到應(yīng)用到最后的量產(chǎn)推出市場，是要等到新能源車占據(jù)到一定比例了，才能夠起到作用。而要新能源車占據(jù)一定比例，這個就是全產(chǎn)業(yè)鏈的事情，不僅僅是車企本身技術(shù)的開發(fā)，基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)、關(guān)鍵部件的產(chǎn)能都得跟上。