什么是48V电压系统？为何车企如此热爱

1918年，电池首次引入汽车，随着电池电机的问世，电池于1920年普及。当时的电池电压为6V，随着内燃机排量的增加和高压缩比内燃机的开发，6V的电池电压已不能满足电力需求。因此，1950年引进了12V的电池电压系统，至今已使用了60多年，现在的车上装载了越来越多的车载电器，12V的电池显得有些无力。1988年，社交自动化工程师(SAE)提出将标准电压提高到42V。由于当时的技术水平和更换电气部件所需的高额费用，汽车企业没有积极地推进实施。车用电源从6伏升级到12伏已经过去了60多年。随着车载电器的增加，目前12伏蓄电池的电量已经无力满足目前的用电需求，加上未来实现的自动驾驶、低油耗等，传统的蓄电池是不够的，需要另外增加高压蓄电系统来分担蓄电池的工作压力。2011年，Audi、宝马、Daimler、Porsche和Volkswagen联合推出48V系统，以满足日益增长的车载负载需求，更重要的是满足2020年的严格排放法规。随后发布了48V系统规格LV148。那么，进入今天的主题。什么是48V电压系统？车用电压系统典型产品线电压输出功率配方用途应用场景12V0.6kWh5kW铅小供电行业通用24V1.2kWh10kW铅大供电基本停运36V1.2kWh15kW48VHEV轻混合动力系统大供电行业通用90V0.5kWh10kW锂离子MHEV轻混合动力系统大供电通用组所谓48v电压系统，是低压混合动力系统，简单来说就是自动启停系统、12V升级至48V后，除了自动停机功能外，还具备发动机熄火滑行、滑行和制动能量回收、加速辅助和电气巡航功能等，升级方向朝着优化驾驶体验和提高节能效率的方向发展。随后，电压增大，也可以向车辆内部的电子设备提供更多的电力。48V电压系统可以比12V电压系统储存更多的电力，具有启停系统的车可以实现长时间的发动机停止，减少电池电量过少而频繁启动发动机充电(必须充电才能启动发动机)。此外，48V的电压低于60V的安全电压，因此无需采取额外的安全防护措施。在排放限制中，欧盟的要求最严格，到2020年，100公里油耗将降至4L，每公里二氧化碳排放量将降至95g。显然，仅靠提高发动机油耗实现排放目标是基本不可能的任务，汽车混合动力化、纯电动化是最佳技术路线。纯电动化是汽车的终极目标，但由于高成本和续航问题，无法在短时间内大量普及。48V电压系统如何协助节油？1、能量互操作：两个电压系统互操作，理论上可以通过直流-直流相互升降压充放电提供相应的电压负载，使总系统不易失电，无需频繁启动内燃机。2、滑行储能：48V系统加入后，车辆容易实现滑行储能模式。也就是说，判断视觉传感器、位置传感器、卫星信号进入“从滑行到停止”的工作，提前30秒左右停止内燃机，使BSG/ISG反转发电。3、反转储能：BSG/ISG用作发电机，能源可能是刚才提到的滑行，也可能是内燃机经济转速下的剩余动能，可能来自专用发电模式。比亚迪DM3系统具有汽油发动机固定在1500rpm用BSG发电8kW的发电模式，实际上很难使用。4、能量大幅增加：内燃机运行过程中可以为电力系统充电，12V铅酸电池和48V锂电池总能量一般在2kWh左右，不需要充分在红灯前吹一段时间

48V轻混系统到底是个什么鬼？求大神科普下轻混/重混的区别？

CB:

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48V轻混系统可以看成12V启停系统的升级版，增加了48V电池，48V/12V双向DC/DC的电压逆变器，48V BSG（弱混合动力技术）/ISG（汽车起动发电一体机），电动增压器，电池管理系统。这也是目前主流的48V轻混系统，其中48V电池大多为锂离子电池，不但支持快速充电能力，而且能量密度大、可以有效地控制体积，减少占据车内宝贵的布置空间。另外，系统中保留了48V/12V的电压逆变器，让车内一些低功率需求的电子设备继续使用12V的直流电，降低成本。而空调压缩机、起动电机等大功率的设备则使用48V电压，通过48V的DC/AC逆变器，把48V的直流电变成交流电来适配电机。有一些厂商，还会选择将起动电机/发电机整合为一体，进一步节约空间和重量。48V轻混系统的优点48V轻混系统的最大好处，就是在于对发动机启停、起步、刹车等工况下的优化，能直接省下不少油。譬如车辆起步、短暂停车的时候，带48V系统的动力总成可以采用纯电驱动，从而避开燃油车起步时最耗油的怠速阶段；刹车、滑行的时候，还可以通过发动机制动回收一部分动能，减少过程中的能量耗散；有一些48V系统，甚至可以在发动机停机的状态下短暂接管空调，给空调压缩机供能，避免空调一并停机。根据轻度混合动力技术（BSG）的设置位置有两种设计。第一种BSG放置发动机前侧，这种结构对于BSG的布置简单，对整车改动小，并且可以替换原车的发电机。但是由于BSG和发动机无法分开，所以在滑行时，发动机的拖拽减少了可回收的能量，NEDC工况下，可以减少13%的CO2排放。第二种BSG/ISG放在发动机和变速箱之间，在能量回收阶段能断开发动机，降低25%左右的CO2排放，通过离合可以实现纯电驱动，BSG可以进一步升级为ISG，去掉皮带，集成度更高，效率更高。例如奔驰的48V系统由博格华纳提供，由无皮带驱动的汽车起动发电一体机（ISG）、一个容量为1kWh的48V锂离子电池以及交/直流转换器组成，汽车起动发电一体机代替了传统的起动机，既可以驱动车辆，又可以回收动能。很多人上车之后，第一时间就把启停系统关闭，难以接受启停系统带来的噪音和震动，而使用汽车起动发电一体机之后，启停系统更加平顺，而且噪音更少。使用48V系统后，传统使用皮带驱动的空调压缩机，油泵，水泵等均可使用电力驱动，减少皮带传动而产生的损耗，既增加了功率输出，又降低了能耗水平，可谓一石二鸟。其次，电压的提升可使车辆用电器的功率增加，例如空调压缩机功率增大，制冷效果加强，座椅加热也比以前更快到达温度，在舒适性方面也是一种提升。当电池电量充足时，汽车起动发电一体机（ISG）会断开发动机连接，并熄灭发动机，大大提升燃油经济性。另外，48V系统可以搭载大功率的电子涡轮，最高转速可达到7200rpm，额定功率为5kw，可以最大程度弥补废气涡轮的迟滞现象，提高低转速区域的响应性。还有一点就是轻量化，48V系统减少个部件的驱动皮带，改用电力驱动，简化设计的同时减少体积和重量，提升燃油经济性。至于自主品牌的前景，由于自主品牌的研发能力相对薄弱，博世为它们提供整套的解决方案，BRS系统（Boost Recuperation System），自主品牌可以依靠博世来推广48V系统的车型。大陆和舍弗勒共同研发的GTC II基于P2架构，将BSG设置在发动机和变速箱之间，采用电机独立驱动，在滑行和下坡路段可以关闭发动机，减少发动机的阻力，滑行更远的距离以及节省更多的燃油。48V系统对于豪华轿车和运动型车的作用不同，对于豪华轿车48V系统最主要的作用在于保持行驶的顺滑感受为前提再节省一点燃油，而运动型轿车则是使用48V系统用于性能方面，例如在加速时用电机辅助，使得成绩好上那么一点。对于48V系统的用处，不同品牌对此有不同的理解和设定。就目前的市场除了欧洲车企积极推动48V系统普及以外，福特、通用、现代等车厂都看到了48V系统的未来，通用凯迪拉克XT5轻混动车型已经在今年全新上市；国内的吉利、一汽、比亚迪、奇瑞也有部分车型引入48V系统，欧洲车企对48V系统寄予厚望，如果欧洲推行顺利，中国市场应该会紧随其后。48V轻混是成本、技术、符合法规的这种办法，虽然燃油经济性比不上高压混动系统，但是可以给不少厂商过渡的时间向新能源方向转移。 48V轻混系统只是对传统的纯燃油车进行电气化改造，从而来达到更高效的电驱，对发动机启停、起步、刹车等工况进行优化，从而来达到节油的目的。严格意义来说并不能算是混动车型。 相信很多人对48V轻混系统不太了解，今天我们就来聊聊“48V轻混”到底是怎样的一个系统。48V轻混系统的全称为48V轻度混动系统，48伏为工作电压。混动系统，即燃油发动机和电力混合动动力系统，由于电力的介入少，所以称为轻度混合系统。电力介入的多少决定混合的程度，分为轻混、中混、强混。48V轻混动系统的核心是48V的启动电机、锂离子电池组、电压控制器。48V的核心技术在于：相比12V，通过电池电压输出的升高，降低对线路的损耗，同时电压的升高也可以改善起停电机等系统的工作时间，让发动机在停车状态下最大限度不参与工作；还有就是48V的大电压更有助于锂电池能量回收，回收的能量可用于辅助驱动，或者给电池充电，从而降低发动机负载，以此达到降低油耗的作用。 48V轻混系统的基本思想，其实就是通过把车用设备的标准电压提高到48V，使得它能够带动更大功率的车载系统，实现和车上其它系统更好的整合。而它的基本思想的来源，就是目前最传统的HEV混合动力车型——相当于带启停的动力系统，与高压混合动力之间的折中解决方案。48V轻混系统的最大好处，就是在于对发动机启停、起步、刹车等工况下的优化，能直接省下不少油。首先，更高电压下驱动的更大功率的启停电机，能够更轻松地带动发动机曲轴，使得系统工作的延时更短、顿挫感更小，众多老司机们的痛点也就迎刃而解了。 目前，主流的汽车蓄电池电压是12V，但具有自动启停系统的车型，在短暂停车之后，电机需要通过带动发动机曲轴来“唤醒”发动机，而这样的负载消耗的功率，要比车上其它用电设备大得多，所以搭配启停系统的电机都经过功率加强，更大电压的48V系统就应运而生了。而48V轻混系统通过把车用设备的标准电压提高到48V，带动更大功率的车载系统，实现和车上其它系统更好的整合。其灵感来源，就是HEV混合动力车型——相当于带启停的动力系统，与高压混合动力之间的折中解决方案。最大好处就是在于对发动机启停、起步、刹车等工况下的优化，能直接省下不少油。更高电压下驱动的更大功率的启停电机，能够更轻松地带动发动机曲轴，使得系统工作的延时更短、顿挫感更小，众多老司机们的痛点也就迎刃而解了。而且，更大容量的蓄电池、更大功率的电机，所以比起一般的启停系统能实现更多功能，如车辆起步、短暂停车的时候，带48V系统的动力总成可以采用纯电驱动，从而避开燃油车起步时最耗油的怠速阶段；刹车、滑行的时候，还可以通过发动机制动回收一部分动能，减少过程中的能量耗散；甚至可以在发动机停机的状态下短暂接管空调，给空调压缩机供能，避免空调一并停机。 目前主流的48V轻混系统，核心部件包括48V电池、48V起动电机/发电机、一套48V/12V（DC/DC）的电压逆变器，以及相应的控制模块。其中48V电池大多为锂离子电池，不但支持快速充电能力，而且能量密度大、可以有效地控制体积，减少占据车内宝贵的布置空间。另外，系统中保留了48V/12V的电压逆变器，让车内一些低功率需求的电子设备继续使用12V的直流电，降低成本。而空调压缩机、起动电机等大功率的设备则使用48V电压，通过48V的DC/AC逆变器，把48V的直流电变成交流电来适配电机。有一些厂商，还会选择将起动电机/发电机整合为一体，进一步节约空间和重量。当下主流的48V轻混系统方案，可见保留了传统汽车的12V车载电路根据各大供应商的数据，48V轻混系统可以降低大概15—20%左右的能耗和排放。而且未来中国将会成为普及48V系统的主战场——预计到2025年，会有超过800万台搭载48V轻混系统的车型产自于中国。可以说，如今48V轻混系统，已经成为了对接传统汽车和新能源汽车之间的桥梁。 @2019