自從我們國家政府頒布新的國六排放标準以來，混動車型就如雨後春筍般蓬勃發展，從48V輕混到插電混動，可謂是充滿了新車市場的每個角落。今天就跟大家一起暢談48V~~

衆所周知，傳統内燃機車型都是使用的12V電池，而48V輕混系統用的則是48V的電池。48V輕混與其它的混動方式的目的都是一樣，為了更好地省油。

在傳統的汽車中，牽引動力系統必須能夠在非常寬泛的功率和速度條件範圍内運行，這通常以“轉矩-速度”範圍來表示。混合動力系統的采用讓系統設計者能夠自由地在不同的轉矩-速度範圍内，以優化每項系統性能的方式，對多種動力源進行布置。電動力源可提供非常高的轉矩，且在加速汽車時非常有用，但它僅在有限的時間段内可用。所涉及的具體時間取決于電池大小和電機的轉矩輸出。借助這種可産生動力源的高轉矩，ICE尺寸得以顯著縮小。這使其燃油能效也大大提升。然而，添加電動力源當然并非簡單的工程問題，需要一種有關許多汽車系統設計考量的方法。

48V構架

48V架構的選擇寬泛，且在不斷增加。最基本的系統包括一塊電池、一個起動發電機、一個48V至12V轉換器，且通常至少有一個48V負載。由于48V汽車仍然保留12V電池和多個12V負載，因此目前這些系統可能會以雙電壓系統的形式存在。

典型48V輕度混合系統電氣拓撲結構

憑借這些雙電壓系統，大量的新配置成為可能。由于48V系統基本上能夠提供更高的功率水平，因此它将支持全新更高功率的外設，如48V E-Turbo和48V E-Roll穩定系統。此外，更高的功率可用性将推動耗電的12V負載遷移至48V總線，以充分利用更高的能效。

起初，雙電壓系統的12V系統側将保持原樣，減去12V交流發電機。由于沒有12V電源的發電源，因此需要有一個轉換器負責将48V産生的電力轉移到12V側。盡管轉換器需要高能效，但它仍會對所有12V負載施加損耗懲罰，因其需要通過轉換器獲取電源。在增加的損耗和功率限制之間産生了強大的誘因，能夠将12V外設移至48V運行。

這些轉換器在設計上為雙向的，在高需求期間可同時使用兩種電池。雙向轉換器能夠将來自任一電池的電源轉換到另一電池，并且可能存在于未來某一段時間内。

除冗餘之外，保留12V啟動器并沒有技術上的原因，将其拆移除可能會成為未來的趨勢。如果不再需要它，那麼12V電池的尺寸能夠顯着減小，甚至可以完全移除。但這将是一個大膽的舉動，需要非常謹慎地對轉換器進行設計。

對于48V系統側，起動發電機是主要部件。它負責汽車所有電力生成、以及汽車起動。它還能在汽車制動期間執行再生能量回收。在此模式下，機器作為發電機為動力系統提供負轉矩，減慢車速并恢複電池電量。起動發電機有多種配置和功率級别，每個都有着非常具體的實施目标。

混合動力領域采用了一個簡寫代碼來确定電機在底盤子系統中的位置。該系統通過使用一組Px指示器來生成标簽，指示電機與動力系統耦合的每個位置。指示器（P0至P4）的數值在功率插入點穿過車尾時會上升。

Px混合系統術語和示例功率級别

由于BSG的插入點位于發動機的前端附件驅動（FEAD）處，因此BSG的功率級别是最小的，其中轉矩的傳輸必須通過鋼帶連接。由于其通過鋼制齒輪耦合，所以底盤的其餘插入點（P2-P4）都具有更高的功率水平。另外，更高功率的機器具有能夠為ICE提供牽引輔助的附加功能。這意味着除了由ICE提供的動力之外，電動力源還也能夠提升汽車的加速度。在某些配置下，可以想象在ICE關閉的情況下，汽車單靠電動力源即可開動。這取決于電機可用的牽引輔助量及其在底盤子系統中的位置。

什麼是 48V 輕度混合動力系統？

8V 混合動力又被稱作 Mild Hybrid （輕混），雖然沒有明确的規範劃分，但在世界汽車行業中，絕大多數從業者習慣把豐田、福特、通用這類混合動力技術稱為“Strong Hybrid”（也就是我們通常廣義泛指的混合動力技術，以下簡稱廣義混合動力），像自動啟停這種僅需 12V 電壓就可以帶動的技術稱為“Micro Hybrid（微混）”。

48V 混合動力的基本原理與豐田福特等車企的廣義混合動力技術一樣，都是通過電動機與内燃機并聯運行，以提供額外的驅動力，同時兼具動能回收功能。但不同的是，48V 混合動力相比廣義混合動力技術占地更小，重量更輕，成本更低，同時在部署的難度上也更加容易。而相比 12V 電壓的 Micro Hybrid ，48V混合動力技術則具有更好的節油效果和更強的功能性。

針對這個問題，我們得先從一般車輛上的 12V 電壓說起。我們知道，功率=電壓×電流，如果要輸出輕混所需的 10kW~20KW功率，使用 12V 的話則電池的輸出電流需要達到 1000A，顯然行不通。于是，提高電壓就成了最可行的辦法。最終綜合成本和效果來權衡，選中了 48V 。

電壓增高，可以帶動更大功率的電器，如電子渦輪、主動懸架系統、電助力轉向，當然還有電動機，把普通燃油車變成輕度混合動力車。雖然隻是輕混，從節油效果來看一點也不含糊，平時在燃油車裡常見的 12V 自動啟停系統節油效果為 5%-6% ，而48V輕混系統是它的三倍，達到 14%-17% ，油電混合動力系統的加油效果通常在 17%-21% 。而在成本上，48V 輕混系統隻有油電混合系統的 30% ，價格便宜量又足，形容 48V 為事半功倍都不誇張。

需要注意的是， 48V 輕混系統的電動機比混動系統的電動機小，不足以讓汽車在純電狀态下加速，仍需搭配發動機同時使用。

48V 輕混系統的電氣架構

48V 輕混系統可以看成是 12V 啟停系統的升級版，增加了 48V 儲能電池、48V/12V 雙向 DCDC 變換器、48V BSG 輕混系統/ISG（汽車發動發電一體機）、電動增壓器（可選配置）、電池管理系統等。

然而針對于 48V 系統并不是完全 48V 化，為了提高系統兼容性，同時降低推廣難度，現在業界推出的主流方案都是 12V 48V ，比直接上 48V 更容易實現。即保留了原先的 12V 系統，在 12V 系統上擴展了相對應的對于負載大的應用 48V 來驅動。

48V 輕混系統的工作原理

12V 系統升級到相對應的48V系統後，除了自動啟停功能之外，還具備了發動機停機滑行、滑行與制動能量回收、加速助力和電巡航功能等，升級方向是朝着優化駕駛體驗和提高節能效率去的，附帶的，電壓增大，還可以為車輛内部的電子設備提供更多的功率。

在不同的工作模式下，48V 輕混系統會有不同的表現。

自動啟停：如等紅綠燈時，車輛靜止狀态下，發動機處于關閉狀态，48V 大容量電池利用存儲的能量維持車載電氣的正常運行，發動機可以随時快速啟動。

能量回收：能量回收可以将動能轉化為電能，并存儲到電池中。僅能量回收功能就可以降低大約 5%-7% 的油耗。

加速輔助：混動系統可以減小發動機的排量，在提速階段，電機的輔助動力能彌補發動機動力的不足，實現不損失動力的情況下降低排放。

巡航：在車輛恒速運行，并且電池電量充足的情況下，關閉發動機噴油系統，依靠電機來維持車輛運行。電機提供的動力用來抵消行駛阻力以及發動機的拖拽阻力。BSG/ISG在高速巡航階段，電能充足的情況下，可以徹底分離且關閉發動機，僅靠電機保持車輛巡航。當再次踩下油門踏闆，發動機會迅速啟動，平滑切入到當前車速。

滑行：在松開油門，車輛處于滑行階段，離合器分離發動機和傳動系統的機械連接，徹底關閉發動機，實現更長的行駛距離。相當于傳統車輛空檔滑行，隻不過傳統車輛在切換到空檔滑行之後，發動機轉速在降到怠速時依然需要噴油來維持發動機的運行。

48V 輕混系統的優、劣勢有哪些？

相對于 12V 電系統和廣義的混合動力系統，48V系統擁有比較明顯的優勢：

更加安全：在我們從小學到的物理學知識中，一直都認為 36V 以下才是安全電壓。但在高電壓的電動汽車當中，這個安全值并不科學。一方面人體電阻的阻值存在很大的個體差異，胖瘦高矮男女老少阻值都不相同。另一方面人類所處的環境也會對人體阻值産生影響，潮濕的夏天人體阻值會變小，而在幹燥的冬天阻值則會增大。根據多方面因素綜合考慮，目前國際上通常認為 60V 以下的直流電壓和 25V 以下的交流電壓屬于安全電壓。

成本低廉：48V 混合動力本身标稱電壓就在 60V 以下，即使算上由于 SOC 較高時導緻的電壓波動，48V 混合動力系統的電壓峰值也不會超過 58V ，所以不需要采取額外的電壓防護措施（許多國家規定電壓超過 60V 需安裝防護措施），相對與上面所說的“ Strong Hybrid ”來說，成本更低。

通用性強：48V 系統可兼容更多不同的用電設備，比如如今車載領域越來越多的娛樂化大屏和複雜的汽車中控系統。同時，48V提供更大容量的蓄電池，可以将傳統内燃機汽車上依靠發動機來負載的空調壓縮機、冷卻水泵等設備通過電池來負載，這樣做不僅能有效降低發動機的負荷，也可以在發動機關閉的情況下使用這些大功率設備。

節能減排：由于 BSG 技術和 ISG 技術的幫助，48V 混合動力系統可以進一步縮小發動機的體積，進而降低排放。同時，利用電動渦輪來替代機械渦輪，還能進一步提高發動機的效率。48V 混合動力系統可以實現滑行啟停、動能回收、輔助加速等功能，有效避免了燃油的不必要消耗。相比于廣義混合動力汽車，48V 混合動力系統僅需要 30% 的成本，可以達到 70% 左右的效果。從性價比方面來說相當劃算。

同樣的，相比優勢，它的劣勢也十分明顯：

1、48V 電壓相比 12V 電壓更容易産生電弧的問題，如果長期熱插拔可能會影響電子設備的壽命。

2、即便比混合動力系統的成本低了不少，但 48V 混合動力系統帶來的車載設備全面更新還是會影響最終車輛的終端售價。

相比廣義混合動力技術，48V 混合動力在很多國家和地區還不被視為“混合動力技術”，無法享受福利性政策和補貼。比如在中國汽車市場中，由于 48V 混合動力系統無法進入新能源目錄，自然也沒辦法享受新能源汽車牌照等優惠措施。這也導緻這類技術目前僅在一些中高端豪華車型上進行了實裝來降低一定的油耗，比如奧迪 A8L 、奔馳 S 級等，而在中低端車型上由于成本的增加并不能受到太多消費者的認可。

或許對于這些廠商來說，48V隻是一個暫時解決排放難題的“小技巧”，最終還是需要依靠廣義混合動力和純電動來進軍新能源市場。

随便舉個例子，随便聊聊，吉利博瑞GEMHEV。吉利自主研發的這套MHEV系統具有發動機啟停、智能啟停、智能航行、智能充電、智能制動能量回收等功能，可以覆蓋車輛的行駛全程。在啟動瞬間，48V BSG電機帶動發動機啟動，響應時間隻需要0.3秒，并且抖動和噪音明顯改善；而在加速時，電機和發動機同時工作，強勁的動力可以使加速更快；在勻速行駛時，發動機可以實現智能啟停，并可回收多餘能量；輕踩油門時，又可極速啟動發動機，實現動力無縫連接；在刹車時，電機快速壓制發動機轉速，發動機不噴油，同時回收制動能量；特别值得一提的是，這套48V BSG輕混系統的節油率高達15%，在全球範圍内都處于領先水平。

48V輕混擴展

BSG混合動力系統

BSG（Belt-driven Starter Generator）代表了雙軸并聯低度混合式：發動機與電機之間采取皮帶傳動方式進行動力傳輸，以發動機為整車的驅動動力源，電機系統用于實現發動機的快速啟動。

ISG混合動力系統

ISG（Integrated Starter Generator）代表了單軸并聯中度混合式：采用發動機和電機扭矩疊加方式進行動力混合，發動機與電機和變速器相并聯，按照不同的行駛工況，發動機的扭矩與電機的扭矩在變速器前進行多種形式的複合以實現最優的驅動效率，以發動機為整車主動力源，電機系統起補充作用。

總結：

各大車廠心裡最清楚，他們不約而同地選擇了 48V ，說明其本身具有許多讓人難以拒絕的優點。在低成本的情況下，實現大幅度地節能，降低排放以滿足嚴苛的政策，這是 48V 最大的本領。因此， 48V 混合動力系統被認為擁有良好的發展前景，随着電池技術的發展和動力系統的優化，未來的 48V 混合動力系統有可能被廣義混合動力系統收編，成為入門級車型上配備的低端混合動力配置。

而恰恰在這個領域，中國品牌的供應商在技術上和質量上又是最過硬的，所以搶占了大量的市場。但是，48v輕混最終隻是過渡階段的選擇，因為整個汽車的市場都是新能源的掌中之物。

好了，今天就談到這裡，我是六六技術人，我們一起暢談科技。也歡迎大家轉發、評論。

我們下期見~~

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