科普干货：48V时代要到来了吗？

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科普干货：48V时代要到来了吗？

说来惭愧，小编我不是做混合动力的，但是最近看到业内新闻很多地方都在普及“48V电气时代”的来临，我身为门外汉也在最近一段时间内恶补了一下。有了一点初步的了解想介绍给大家一下，如果有不对的地方欢迎指正！

为什么推出48V系统？

其核心的原因就是法规中关于油耗的要求。2012年欧洲新车平均二氧化碳排放水平为132.2克/公里，2020年则将削减28.1%。欧洲汽车制造厂商如果将来不能满足有关CO2排放量限制的要求，将面临每车每超每克最高95欧元的罚款。从2016年1月1日起，国家第四阶段的燃油限值标准正式实施了。根据工信部最新发布的新修订的《乘用车燃料消耗量限值》和《乘用车燃料消耗量评价方法及指标》。这两项国家强制性标准要求，从2016年开始，直至2020年，所有企业生产的乘用车平均油耗必须降至5.0升/100公里。这个对于大多数现有车辆均是难以达到的标准。

唯一的办法就是使用混合动力！可是混动车的成本一直居高不下（还有丰田的专利限制），12V的启停技术的降油效果又不够明显，所以零配件厂商就想到了用48V电气系统来取代或者部分取代现有的12V电气系统。在尽可能少的增加成本的前提下来达到排放法规关于油耗的要求。IHS在4月份最新报告中预测，截至到2025年，全球48V轻度混合动力车辆将超过1200万辆，基本上是全球皮卡车年度销量的四倍，占到柴油车辆市场的一半。中国将成为世界上拥有最多48V轻度混合动力车辆的地区，欧洲紧随其后。

图片源于微博（德尔福中国）

48V系统核心部件

所谓48V系统，其实是一种轻度的混合动力，也可以将其看成是起停系统的升级版。这里需要提到的是，其并不是直接将系统标准电压直接提至48V，而是保留了原来12V电气系统，增加了一套48V的轻混系统。其主要设备包括：

（1）48V电源：48V系统所采用的锂电池可以短时达到15kW的回收功率，充分有效的吸收制动能量，并且可以提供0.5~1度的电能供应。

（2）DC/DC转换器：将48V电压降为12V电压为附属设备供电。

（3）48V电机：可以提供更大的功率。

（4）48V控制器：用于监控电池的SOC以及控制电机模式。

大陆48V驱动式启动电机

48V系统有哪些优点？

48V系统的出现可以说是混合动力车和12V启停技术之间的一种过渡，亦或者说为两者搭起了一座桥梁。相比于普通车，48V系统具有如下优点：

（1）低于60V安全电压，不需要采取额外的电压防护，相对高压混动系统，成本更低；

（2）相对于12V系统，相同功率下工作电流只有1/4，损耗只有12V系统的1/16；

（3）由于BSG(Belt-driven Starter/Generator 皮带传动启动/发电一体化电机)技术和ISG(Intergrated Starter/Generator集成启动/发电一体化电机)技术的辅助，可以进一步缩小发动机的体积，进而降低排放；

（4）可以将传统发动机上的高负载附件电动化，比如空调压缩机、冷却水泵、真空泵等，降低发动机的负载，即使在发动机关闭的情况下，这些设备也能工作；

（5）将车载电器工作电压提升到48V，可以进一步降低损耗，同时可以降低线束外径；

（6）可以支持更大功率的车载设备；

（7）可以涡轮电动化，进一步提高发动机的效率，并且不会有涡轮增压器延迟现象；

（8）BSG/ISG点火时间更短，更低噪音和更小震动；

（9）48V BSG容易替代原有的12V BSG，无需大幅更改设计即可配套。

48V系统的挑战

（1）电压的升高，电磁兼容要求会更高；

（2）48V电压下会存在电弧，是风险隐患，需要处理。在通电状态下，端子插热拔会产生电弧。12V系统下，热插拔产生的电弧比较小，甚至可以忽略不计。但同样电流时，48V系统下进行热插拔就会损坏端子，且电弧能量越大，损伤越大。

（3）电化学腐蚀：48V系统的电化学腐蚀速度比常规12V系统快，而且在通电情况下，受到高电压影响，非密封连接器将面临更加严重的电化学腐蚀，所以48V系统必须使用密封的连接器。

（4）回路保护：常规12V的系统保险丝的设计准则是按照导线的电流承载量来计算的，但是目前的设计准则里没有考虑电压，当选择48V电压之后，在同样的情况下产生的热量是有变化的，所以需要全新的设计准则来指导48V系统的回路保护。

（5）48伏比12V start-stop系统成本高，节能效果不如高压混动系统；

（6）原来的12V车载设备迁移到48V需要重新开发以及测试，代价巨大并且周期长。

各产商系统方案

对于48V方案，各家零配件商的方案大同小异，小编简要的找了几种公司的方案与大家分享一下：

（1）联合汽车电子

联电的48V方案，又称为能量回收加速辅助系统BRS。48V BRS系统相比传统内燃机汽车主要新增48V 助力回收电机（BRM， Boost Recuperation Machine），48V/12V直流功率转换器（PCU，Power Conversion Unit）和48V锂电池三个核心零部件，具有起停、能量回收、加速助力、电动爬行等功能。传统内燃机汽车，搭载第一代48V系统（电机通过皮带轮与发动机集成）节油率8~12%，搭载第二代48V系统（电机与变速箱集成）预计节油率12~19%。

联电/博世48VBRS系统架构

官网的视频介绍（1min36sec）

2016年5月21日，FIA Electric, New Energy Commission, German Motorsport Association (DMSB)在柏林联合发布采用博世BRS系统的卡丁车，装备2台BSG，总功率20kW，百公里加速不到5秒。可以认为这是博世对明年进行量产的BRS系统进行的应用测试。PS：我只能说真是太帅了！