電子發燒友網報道(文/梁浩斌)過去,包括燃油車和新能源車型,在低壓系統上都采用了12V電壓的架構。在燃油車上,低壓系統一般采用12V的小電瓶供電,發動機帶動發電機對小電瓶進行充電,小電瓶向車燈、座艙內的所有電子部件,比如電動座椅、電動車窗、中控娛樂屏、音響等供電,同時還對汽車各部分的控制單元ECU進行供電。
而近年來,電動汽車的趨勢,開始帶動汽車低壓系統架構從12V轉向48V。
為什么要48V?
不僅是電動汽車,整體汽車的電氣化趨勢,都讓車上的電氣設備數量不斷增加,除了座艙內的娛樂系統之外,還有發動機啟停等大功率負載的設備。而進入混動時代之后,使得12V低壓系統更加不堪重負,于是2011年奧迪、寶馬、戴姆勒、保時捷、大眾等歐洲車企聯合推出48V系統,以滿足混動系統的負載,以及越來越嚴格的排放法規。
那么為什么是48V?從安全的角度看,行業規定直流電的安全電壓是60V,而48V電池的充電電壓最高是60V,這也意味著48V電池電壓已經是安全規定下的最高電壓等級。
2016年,長安汽車推出了全球首款搭載48V輕混的長安逸動藍動版車型。 最初,48V系統是在過去的12V系統基礎上,額外增加一組48V的電池,專門供給小功率電機使用。第一代的48V輕混車型電機是作用在發動機側,主要是提供滑行啟停、能量回收、發動機助力等功能,能夠節省8%—10%的燃油。
而到了2023年12月,全球首款采用48V低壓系統的純電車型特斯拉cybertruck正式交付。對于純電車型來說,由于智能化設備的增多,車內包括智能駕駛系統、智能座艙系統等設備的功耗增加,48V系統可以支持這些更大功率的電氣設備,比如電氣化程度更高的底盤上,電磁懸掛、線控方向盤、線控剎車等需要用到的功率也越來越高,48V系統就能夠更輕易帶動這些高功率設備。
另外,在功率不變的情況下,提高系統電壓也能夠減少所需的電流,從而可以使用更細的導線,降低整車重量和成本。
48V電池容量也相比傳統的12V更大,也就能夠支撐更多的電子設備進行工作。因此,在汽車智能化的趨勢下,電子設備數量越來越多,功率越來越高,48V會是汽車電子電氣架構中,一個很確定的發展方向。
低壓系統迭代是漫長的過程
雖然行業中用48V替換目前12V系統的聲音很多,但截至目前,真正在低壓系統中采用48V的只有特斯拉cybertruck。
而在蔚來尚未上市的旗艦車型上,采用了全線控技術的天行智能底盤,包括線控轉向、全主動式懸掛等,過去的12V低壓系統必然是無法滿足這些底盤部件的功率需求。而蔚來的做法是,采用了雙12V的電路設計,并且有雙DC-DC,主動懸掛系統就工作在48V電壓下。
那么未來這樣做的原因,很大程度上是因為供應鏈上的滯后。因為以往很多車載電子部件都是12V電壓的,除了剛才提到的底盤,座艙內的更多部件,包括電動車窗的電機、座椅的電機、車內照明、中控娛樂系統等,都是12V額定電壓。
如果切換到48V,那么在沒有起量的情況下,供應鏈以及車企都需要付出較高的成本去單獨定制,同時由于電壓標準的改變,對整車的電子電氣架構也會造成很多改變,對于一些成熟的車型平臺來說,切換48V將會造成更高的成本。
但相對而言,新勢力廠商在電氣架構上迭代速度較快,新技術應用也較為激進,因此在特斯拉之后,相信國內新勢力車企將會率先切換48V低壓系統。
小結:
48V低壓系統目前來看不存在太大的技術難題,主要還是看供應鏈以及主機廠對于48V的需求判斷,比如線控轉向、電控主動懸架等技術需要大功率電機驅動,這些設備快速落地的話,那么就可能會加速48V系統上車的節奏。
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