隨著汽車工業(yè)的綠色轉(zhuǎn)型和環(huán)保法規(guī)的日益嚴(yán)格，電動(dòng)汽車及混合動(dòng)力汽車的發(fā)展已成為全球汽車產(chǎn)業(yè)的重要趨勢。在這一背景下，電壓系統(tǒng)的升級，特別是從傳統(tǒng)的12V系統(tǒng)向48V系統(tǒng)的轉(zhuǎn)變，不僅是技術(shù)進(jìn)步的必然結(jié)果，也是應(yīng)對節(jié)能減排挑戰(zhàn)的關(guān)鍵舉措。本文將詳細(xì)探討電車為何要向48V發(fā)展，并深入解析48V系統(tǒng)的具體實(shí)現(xiàn)及其相較于12V系統(tǒng)的顯著優(yōu)勢。

一、油耗法規(guī)的推動(dòng)

首先，油耗法規(guī)的嚴(yán)格化是推動(dòng)電車向48V系統(tǒng)發(fā)展的重要因素。隨著全球范圍內(nèi)對節(jié)能減排要求的不斷提高，各國政府紛紛出臺更為嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)。例如，歐盟制定了嚴(yán)格的二氧化碳排放標(biāo)準(zhǔn)，促使整車廠和零部件供應(yīng)商通過各種技術(shù)路線降低車輛油耗。

48V系統(tǒng)因其能在有限成本內(nèi)顯著提升節(jié)能減排效果，成為業(yè)界關(guān)注的焦點(diǎn)。在中國，新修訂的《乘用車燃料消耗量限值》等法規(guī)也促使車企尋找更低成本、更高效的節(jié)能方案。

二、48V系統(tǒng)的系統(tǒng)組成和工作原理

1）系統(tǒng)組成：48V系統(tǒng)主要由48V電池、BSG或ISG電機(jī)、DC/DC轉(zhuǎn)換器等關(guān)鍵部件組成。

1，48V電池：這是系統(tǒng)的能量存儲單元，通常采用能量小于1度電的功率型鋰離子電池，以替代傳統(tǒng)的鉛酸電池。這種電池具有較高的能量密度和功率輸出能力，能夠滿足車輛對電能的需求。

2，BSG或ISG電機(jī)：BSG（Belt Starter Generator，皮帶傳動(dòng)啟動(dòng)/發(fā)電一體化電機(jī)）通過皮帶與發(fā)動(dòng)機(jī)相連，主要實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)、發(fā)電和助力功能。而ISG（Integrated Starter Generator，集成啟動(dòng)/發(fā)電機(jī)）則更為先進(jìn)，電機(jī)轉(zhuǎn)子與曲軸輸出端相連，通過扭矩疊加的方式進(jìn)行動(dòng)力混合。這兩種電機(jī)都能在車輛啟動(dòng)時(shí)輔助發(fā)動(dòng)機(jī)，加速時(shí)提供額外動(dòng)力，并在滑行或剎車時(shí)回收能量。

3，DC/DC轉(zhuǎn)換器：該轉(zhuǎn)換器用于將48V高壓系統(tǒng)的電能轉(zhuǎn)換為12V低壓系統(tǒng)所需的電能，以確保車輛上原有的12V供電設(shè)備能夠正常工作。同時(shí)，兩部分系統(tǒng)可共享來自48V發(fā)電機(jī)的電能，提高能源利用效率。

2）工作原理：48V系統(tǒng)的工作原理主要基于電動(dòng)機(jī)與內(nèi)燃機(jī)的并聯(lián)運(yùn)行，以提供額外的驅(qū)動(dòng)力并具備動(dòng)能回收功能：

1，啟動(dòng)階段：當(dāng)車輛啟動(dòng)時(shí)，48V電池通過BSG或ISG電機(jī)輔助發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，減少發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)的負(fù)荷和噪音，提高啟動(dòng)平順性。

2，加速階段：在車輛加速時(shí)，BSG或ISG電機(jī)提供額外動(dòng)力，與內(nèi)燃機(jī)共同驅(qū)動(dòng)車輛前進(jìn)。這不僅可以提升加速性能，還能降低內(nèi)燃機(jī)的負(fù)荷和油耗。

3，滑行與剎車階段：在車輛滑行或剎車時(shí)，BSG或ISG電機(jī)作為發(fā)電機(jī)工作，回收制動(dòng)能量并存儲于48V電池中。這種能量回收功能有助于提高車輛的能量利用效率并延長續(xù)航里程。

三、48V系統(tǒng)的顯著優(yōu)勢

相較于12V系統(tǒng)，48V系統(tǒng)具有多方面的顯著優(yōu)勢：

1. 提高能效，降低損耗：

48V系統(tǒng)能在相同功率下，工作電流僅為12V系統(tǒng)的1/4，損耗僅為1/16（損耗計(jì)算公式：P=I²R）。這意味著在傳輸相同電能時(shí)，48V系統(tǒng)能更有效地減少能量損失，提高車輛的整體能效。

2. 支持更大功率設(shè)備：

隨著汽車電氣系統(tǒng)的日益復(fù)雜，對電源系統(tǒng)的要求也越來越高。12V系統(tǒng)已經(jīng)逐漸無法滿足高端音響系統(tǒng)、大功率加熱器等高功率設(shè)備的需求。而48V系統(tǒng)則能輕松支持這些設(shè)備，為車輛提供更多元化的功能。

3. 減輕重量，降低成本：

由于48V系統(tǒng)能減小導(dǎo)線尺寸和重量，從而降低車輛的整體重量和成本。這對于提高車輛的燃油經(jīng)濟(jì)性和續(xù)航里程具有重要意義。

同時(shí)，更細(xì)的線束也意味著更低的材料成本和更小的空間占用。（搞過家裝的讀者肯定有感受，BV1.5和BV2.5的銅線價(jià)格相差很大。在電車上同樣如此，電車幾乎都是用銅線將各種電控單元連接起來，整車都是電線包。用量很大，線束減小，能有效降低成本。）

如果你平時(shí)留意，也能發(fā)現(xiàn)有的電車，充電口在車頭部分，大概率就是為了節(jié)約那根高壓快充的粗線成本。

4. 優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)性能：

48V系統(tǒng)可以與BSG/ISG（皮帶驅(qū)動(dòng)起動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)）結(jié)合，實(shí)現(xiàn)電功率輔助。這不僅能進(jìn)一步縮小發(fā)動(dòng)機(jī)體積、降低排放，還能通過渦輪電動(dòng)化等技術(shù)提高發(fā)動(dòng)機(jī)的效率。在發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉的情況下，空調(diào)壓縮機(jī)、冷卻水泵等高負(fù)載附件也能繼續(xù)工作，提升駕駛舒適性。

5. 提升駕駛體驗(yàn)：

48V系統(tǒng)能夠顯著改善駕駛體驗(yàn)。例如，BSG/ISG點(diǎn)火時(shí)間更短，噪音和震動(dòng)更小；電動(dòng)渦輪的響應(yīng)速度更快，避免了傳統(tǒng)渦輪增壓器的延遲現(xiàn)象。這些改進(jìn)都使得駕駛過程更加平穩(wěn)、舒適。

四、市場應(yīng)用前景廣闊

目前，48V系統(tǒng)已經(jīng)在多家知名汽車制造商的車型中得到了廣泛應(yīng)用。例如，奧迪、寶馬、大眾等德國汽車制造商已經(jīng)推出了搭載48V系統(tǒng)的車型。這些車型不僅提升了燃油經(jīng)濟(jì)性，還為消費(fèi)者帶來了更加豐富的駕駛體驗(yàn)和更高的車輛性能。48V系統(tǒng)有望成為未來汽車電氣系統(tǒng)的重要發(fā)展方向之一。特斯拉的Model X系列全部采用48V供電系統(tǒng)。

隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和成本的進(jìn)一步降低，48V系統(tǒng)有望成為燃油車的通用技術(shù)，被安裝在大多數(shù)汽車上。這一趨勢不僅符合全球節(jié)能減排的要求，也為汽車工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供了新的動(dòng)力。

在國內(nèi)外，許多芯片制造商和汽車廠商正在爭相布局48V系統(tǒng)。例如，德州儀器（TI）、羅姆半導(dǎo)體（ROHM）、亞德諾半導(dǎo)體（ADI）、瑞薩電子（Renesas）、英飛凌科技（Infineon）等傳統(tǒng)大廠都推出了適用于48V電源系統(tǒng)的車規(guī)級DC/DC產(chǎn)品，國產(chǎn)電源芯片廠商也紛紛布局車規(guī)級DC/DC市場 。

總結(jié)來說，48V系統(tǒng)的發(fā)展受到了政策的支持和市場的關(guān)注，其高效、輕量化、智能擴(kuò)展性的優(yōu)勢使其成為汽車電氣化和智能化發(fā)展的重要方向。盡管面臨成本和技術(shù)上的一些挑戰(zhàn)，但隨著技術(shù)成熟和成本下降，48V系統(tǒng)有望在未來汽車產(chǎn)業(yè)中發(fā)揮更大的作用。