提升電壓降油耗？ 評48V電源和微混系統

　　[汽車之家 新鮮技術解讀]  汽車電器系統越來越復雜使得現在汽車上的電源系統開始有點不堪重負了。在轎車上已經沿用了超過60年的12V電源系統亟待升級以滿足用電器的需求。雖然現在的混合動力汽車和純電動汽車上的高壓（超過100V）動力電池能夠滿足日益增長的車載用電器對電源功率的要求，但其制造成本還是偏高。近年來，歐洲廠商開始大力推廣48V電源系統，這種更高壓的電源系統除了滿足用電器需求外，也為微混系統汽車誕生提供了一個合適的平臺。汽車上的48V電源系統將為我們帶來什么呢？下面我們一起來看看。

● 12V電壓何時啟用？

　　在20世紀50年代中期，汽車使用的6V電源系統開始向12V電源系統過渡。過渡的一個重要原因是高壓縮比發動機需要更高的電壓來驅動啟動電機以啟動發動機。對于當時的轎車來說，6V電源系統尚能滿足需求，所以繼續沿用了很長的時間。

　　在60年代中期的大眾甲殼蟲和70年代的雪鐵龍2CV都還采用6V的電源系統。隨著12V蓄電池制造成本的下降以及車載用電器（如座椅加熱、音響系統等）的增加，12V電源逐漸被裝配到普通轎車之上。（注：由于柴油發動機壓縮比要高于汽油發動機，為保證啟動電機有足夠的力矩和轉速啟動發動機，其電源系統通常是24V。本文討論的12V電源系統指的是目前搭載汽油發動機的汽車普遍采用的系統。）

● 為什么把電源系統升級到48V？

　　與上一次車載電源系統電壓升級有所不同，此次把車載電源系統電壓升級到48V有多重意義。首先，隨著汽車上用電器的不斷增加，其能耗越來越大，目前的12V系統的輸出功率在該現狀面前已顯得“力不從心”。

　　上面的問題在未來搭載48V電源系統的車型上能夠得到改善，容量和輸出功率更大48V鋰離子電池能夠使發動機停止時間更長及讓發動機啟動速度更快，提升用戶體驗。

　　微混系統汽車（英文為“Mild Hybrid Electric Vehicle”，簡稱為“MHEV”）的發展需要電壓更高的車載電源系統來實現更高效的啟停、動力輔助以及能量回收功能。關于微混系統汽車下文還有更詳細介紹。

　　再次，在車載用電器總功率不變的情況下，提升電源系統電壓可以降低通過電線的電流，這樣使得采用更細的電線成為可能。更細的電線意味著線束體積將減少，為進一步降低整車質量，提升燃油經濟性作出貢獻。

　　把車載電源系統升級為48V能夠在增加有限成本的情況下，顯著降低車輛的排放，讓新車可滿足歐盟2020年的排放標準，使該技術路線受到業內各廠商的關注。

　　現在已經批量推向市場的混合動力汽車，其上的電源系統大都超過100V，也未曾聽說因正常使用這些車型而觸電的案例。可見，48V電源系統通過采用合理的防護措施是可以保障使用者安全的。而且48V電壓遠低于100V，其上的安全防護措施制造成本也會更低，有利于降低搭載這項技術車型的價格。

● 在夾縫中生存的微混系統汽車

　　微混系統汽車主要是為了填補搭載啟停系統的傳統內燃機汽車與混合動力汽車之間的狹小市場空白，其制造成本稍高于搭載啟停系統的傳統內燃機汽車，遠低于混合動力汽車。

　　48V電源系統是微混系統汽車的基礎。微混系統汽車搭載了48V助力回收電機、電力轉換單元以及動力電池。在一些應用中還會保留12V電源系統來沿用12V用電器。48V系統與12V系統之間采用直流電壓轉換器進行電壓轉換，實現了用48V電源系統為12V電器設備供電。用戶可以繼續使用12V的設備，如點煙器、手機充電器等。

　　保留12V電源系統主要是出于成本上的考量。目前零部件供應商提供的大部分車載用電器都是基于12V電源系統設計的，要全面升級為48V電源系統必然涉及到大量重新設計和匹配工作，成本偏高。其次，對于乘員艙內乘客經常接觸的用電器，采用電壓更低的12V系統會比48V系統更安全，也無需對現有防護措施進行升級避免系統漏電或人員觸電等風險。

　　前面介紹了微混系統汽車的大體結構和成本效益比優勢。那么究竟在實際使用上，微混系統汽車與帶啟停功能的傳統內燃機汽車會有怎樣的區別呢？下面我們一起來了解下。

● 微混系統汽車與帶啟停功能的傳統內燃機汽車有啥區別？

　　全球最大的汽車零部件生產商博世已經實現48V助力回收電機（博世稱這種電機為“Boost Recuperation Motor”，縮寫為“BRM”）的量產，該48V助力回收電機的最大功率為9.7千瓦，峰值扭矩達56�！っ祝�發電功率為11.5千瓦。

　　電爬行簡單來說指的是純電動低速行駛。在城市擁堵路況下，關閉發動機，僅使用48V助力回收電機驅動車輛緩慢行駛，可以進一步降低車輛的排放。過去的12V啟停系統之所以無法實現電爬行功能，主要是由于電源輸出功率以及電機功率限制。

　　可見，微混系統汽車相比現在市面上常見的帶啟停系統的傳統內燃機汽車增加了較多的功能（如滑行啟停、電機助力、電爬行等），優化動力輸出性能的同時也較大地提升了車輛的燃油經濟性。

● 不同地區對微混系統汽車的態度

　　微混系統汽車作為傳統內燃機汽車和混合動力汽車之間的過渡，表現出較佳的性價比。那么，不同地區對這種技術又有怎樣的看法呢？

　　歐洲方面，作為48V電源系統和微混系統的倡導者，該技術預計會在中大型豪華車上擴大使用。對于未擁有并聯式混合動力技術（發動機、電動機同時驅動車輛）的廠商將在小型車領域擴大微混系統的應用。

　　中國方面，預計48V微混系統的應用范圍有限，具體情況還要看中央政府的政策動向。在中國市場，純電動車和混合動力車還將是未來重點發展方向，48V微混系統難以獲得政府的大力支持。48V微混系統應用范圍的擴大只能隨著降低制造成本，作為現有車型的升級配置進入市場。

● 中國品牌研發的48V電源系統

　　事實上，比亞迪早在兩年多前的2013廣州車展上就展出過一種叫“綠混”的技術。綠混技術現在看來更像是比亞迪根據當時汽車電源系統的前瞻趨勢而開發出來的一套48V電源系統解決方案。

　　比亞迪在微混系統領域比其他中國品牌廠商擁有更多的技術儲備。比亞迪在微混系統汽車領域擁有更多的自主知識產權有利于降低其新車量產成本，增強了其產品的市場競爭力。

全文總結：

　　48V電源系統能夠增大車載電源系統的負載能力，為微混系統汽車提供了一個可靠的電源供給平臺，對優化車輛的動力性能以及提升車輛的燃油經濟性有較大的幫助。此外，一些動力系統和底盤配置在48V電源系統的驅動下也提升了整車動力及操控表現。

　　微混系統汽車的節油效果能夠達到混合動力汽車的70%左右，而其制造成本只比搭載12V啟停系統的傳統內燃機汽車稍高，遠低于混合動力汽車。這也是微混系統汽車在成本效益比上的一大優勢。

　　排放法規逐步升級一直倒逼著汽車廠商進行技術革新，以滿足排放指標并繼續獲得政府相關節能補貼。對于中國市場而言，隨著組成微混系統零部件價格的進一步走低，微混系統或許會作為啟停系統的升級配置，出現在未來幾年推出的一些新車型之上。（圖/文 汽車之家 常慶林）

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