自從我們國(guó)家政府頒布新的國(guó)六排放標(biāo)準(zhǔn)以來(lái)，混合動(dòng)力汽車(chē)如雨后春筍，從48V輕混動(dòng)到插電式混動(dòng)，充斥著新車(chē)市場(chǎng)的每一個(gè)角落。再說(shuō)48V吧~~

眾所周知，傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)車(chē)型都是使用12V電池，而48V混光系統(tǒng)使用的是48V電池。48V輕混和其他混合方式的目的是一樣的，為了更好的省油。

在傳統(tǒng)汽車(chē)中，牽引動(dòng)力系統(tǒng)必須能夠在非常寬的功率和速度條件下運(yùn)行，這通常表示為“扭矩-速度”范圍?；旌蟿?dòng)力系統(tǒng)的采用使得系統(tǒng)設(shè)計(jì)者可以在不同的扭矩轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)自由安排各種動(dòng)力源，優(yōu)化各系統(tǒng)的性能。電源可以提供非常高的扭矩，在加速汽車(chē)時(shí)非常有用，但它只能在有限的時(shí)間內(nèi)使用。具體需要的時(shí)間取決于電池的大小和電機(jī)的扭矩輸出。有了這種可以產(chǎn)生動(dòng)力源的高扭矩，冰的尺寸可以顯著減小。這大大提高了它的燃油效率。然而，添加電源當(dāng)然不是簡(jiǎn)單的工程問(wèn)題，許多汽車(chē)系統(tǒng)設(shè)計(jì)考慮都需要一種方法。

48V框架

48V架構(gòu)的選擇范圍很廣，而且越來(lái)越多。最基本的系統(tǒng)包括一個(gè)電池、一個(gè)起動(dòng)發(fā)電機(jī)、一個(gè)48V到12V的轉(zhuǎn)換器，通常至少有一個(gè)48V的負(fù)載。因?yàn)?8V汽車(chē)還保留12V電池和多個(gè)12V負(fù)載，所以目前這些系統(tǒng)可能以雙電壓系統(tǒng)的形式存在。

典型48V輕度混合系統(tǒng)的電氣拓?fù)?p>有了這些雙電壓系統(tǒng)，大量新的配置成為可能。因?yàn)?8V系統(tǒng)基本上可以提供更高的功率水平，所以它將支持更高功率的新外設(shè)，如48V E-Turbo和48V E-Roll穩(wěn)定系統(tǒng)。此外，更高的電源可用性將推動(dòng)耗電的12V負(fù)載遷移到48V總線(xiàn)，以充分利用更高的能效。

最初，雙電壓系統(tǒng)的12V系統(tǒng)側(cè)將保持不變，減去12V交流發(fā)電機(jī)。由于沒(méi)有12V供電的電源，所以需要一個(gè)轉(zhuǎn)換器將48V產(chǎn)生的電力傳輸?shù)?2V側(cè)。雖然轉(zhuǎn)換器需要高能效，但它仍然會(huì)對(duì)所有12V負(fù)載施加損耗懲罰，因?yàn)樗枰ㄟ^(guò)轉(zhuǎn)換器獲得功率。在增加的損耗和功率限制之間有一個(gè)強(qiáng)烈的動(dòng)機(jī)，這可以將12V外設(shè)移動(dòng)到48V操作。

這些轉(zhuǎn)換器在設(shè)計(jì)上是雙向的，在高需求時(shí)可以同時(shí)使用兩種電池。雙向轉(zhuǎn)換器可以將任何電池的電力轉(zhuǎn)換成另一種電池，未來(lái)可能會(huì)存在一段時(shí)間。

除了冗余之外，12V啟動(dòng)器沒(méi)有保留的技術(shù)理由，去掉它可能會(huì)成為未來(lái)的趨勢(shì)。如果不再需要，12V電池的尺寸可以顯著減小，甚至完全去除。但這將是一個(gè)大膽的舉動(dòng)，轉(zhuǎn)換器需要非常仔細(xì)地設(shè)計(jì)。

對(duì)于48V系統(tǒng)側(cè)，起動(dòng)發(fā)電機(jī)是主要部件。它負(fù)責(zé)汽車(chē)的所有發(fā)電和汽車(chē)的啟動(dòng)。它還可以在汽車(chē)制動(dòng)時(shí)進(jìn)行再生能量回收。在這種模式下，機(jī)器充當(dāng)發(fā)電機(jī)，為動(dòng)力系統(tǒng)提供負(fù)扭矩，降低車(chē)速，恢復(fù)電池電量。啟動(dòng)發(fā)電機(jī)有多種配置和功率等級(jí)，每種都有非常具體的實(shí)施目標(biāo)。

在混合動(dòng)力領(lǐng)域，簡(jiǎn)寫(xiě)代碼用于確定電機(jī)在底盤(pán)子系統(tǒng)中的位置。系統(tǒng)通過(guò)使用一組Px指示器生成標(biāo)簽，指示電機(jī)耦合到電力系統(tǒng)的每個(gè)位置。當(dāng)電源插入點(diǎn)通過(guò)車(chē)輛后部時(shí)，指示器(P0到P4)的值將上升。

Px混合系統(tǒng)術(shù)語(yǔ)和示例功率水平

因?yàn)锽SG的插入點(diǎn)位于發(fā)動(dòng)機(jī)的前端附件傳動(dòng)(FEAD)，BSG的功率級(jí)最小，其中扭矩的傳遞必須通過(guò)鋼帶連接。因?yàn)樗怯射擙X輪耦合，底盤(pán)的其余插入點(diǎn)(P2-P4)具有更高的功率水平。此外，更高功率的機(jī)器具有額外的功能，可以為冰提供牽引輔助。這意味著除了冰提供的動(dòng)力，電力來(lái)源還可以提高汽車(chē)的加速度。在一些配置中，可以想象，當(dāng)ICE關(guān)閉時(shí)，汽車(chē)可以?xún)H通過(guò)電源啟動(dòng)。這取決于電機(jī)可用的牽引輔助量及其在底盤(pán)子系統(tǒng)中的位置。

什么是48V輕度混合動(dòng)力系統(tǒng)？

8V混動(dòng)也叫輕度混動(dòng)。雖然沒(méi)有明確的規(guī)范，但在世界汽車(chē)行業(yè)，絕大多數(shù)從業(yè)者習(xí)慣將豐田、福特、通用等混合動(dòng)力技術(shù)稱(chēng)為“強(qiáng)混合”(也就是我們通常所說(shuō)的廣義混合動(dòng)力技術(shù)，以下簡(jiǎn)稱(chēng)廣義混合動(dòng)力)，僅用12V電壓就能驅(qū)動(dòng)的自動(dòng)啟停等技術(shù)稱(chēng)為“微混合”。

48V混合動(dòng)力的基本原理與豐田福特等公司的廣義混合動(dòng)力技術(shù)相同。兩者都是通過(guò)電機(jī)與內(nèi)燃機(jī)并聯(lián)運(yùn)行，提供額外的驅(qū)動(dòng)力，具有動(dòng)能回收的功能。但不同的是，48V混合動(dòng)力比廣義的混合動(dòng)力技術(shù)占地更少，重量更輕，成本更低，更容易部署。與12V電壓的微混合動(dòng)力相比，48V混合動(dòng)力技術(shù)的節(jié)油效果更好，功能性更強(qiáng)。

要解決這個(gè)問(wèn)題，還得從普通車(chē)輛上的12V電壓說(shuō)起。我們知道，功率=電壓電流。如果要輸出混光所需的10kW~20KW功率，使用12V的話(huà)電池輸出電流需要達(dá)到1000A，顯然不行。因此，提高電壓就成了最可行的辦法。最后考慮到成本和效果，選擇了48V。

更高的電壓可以驅(qū)動(dòng)更強(qiáng)大的電器，如電子渦輪、主動(dòng)懸掛系統(tǒng)、電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向，當(dāng)然還有電機(jī)，并把普通燃油車(chē)變成輕度混合動(dòng)力車(chē)。雖然只是輕混，但是節(jié)油效果一點(diǎn)都不含糊。燃油車(chē)常用的12V自動(dòng)啟停系統(tǒng)的節(jié)油效果為5%-6%，而48V輕混系統(tǒng)的節(jié)油效果高達(dá)14%-17%，油電混合系統(tǒng)的節(jié)油效果通常為17%-21%。從成本上來(lái)說(shuō)，48V輕混系統(tǒng)只有油電混系統(tǒng)的30%，價(jià)格便宜充足。用事半功倍來(lái)形容48V并不為過(guò)。

需要注意的是，48V輕混系統(tǒng)的電機(jī)比混動(dòng)系統(tǒng)的要小，不足以讓汽車(chē)在純電動(dòng)狀態(tài)下加速，仍然需要和發(fā)動(dòng)機(jī)配合使用。

48V光混合系統(tǒng)的電氣架構(gòu)

48V混光系統(tǒng)可以看作是12V啟停系統(tǒng)的升級(jí)版，增加了48V儲(chǔ)能電池、48V/12V雙向DCDC轉(zhuǎn)換器、48V BSG混光系統(tǒng)/ISG(汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)一體化)、電動(dòng)增壓器(可選配置)和電池管理系統(tǒng)。

但是，48V系統(tǒng)并不完全是48V。為了提高系統(tǒng)的兼容性，降低推廣難度，業(yè)界推出的主流方案都是12V 48V，比直接48V更容易實(shí)現(xiàn)。也就是說(shuō)，保留原有的12V系統(tǒng)，將對(duì)應(yīng)的48V擴(kuò)展到12V系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)負(fù)載較重的應(yīng)用。

48V光混合系統(tǒng)的工作原理

將12V系統(tǒng)升級(jí)為相應(yīng)的48V系統(tǒng)后，除了自動(dòng)啟停功能外，還具有發(fā)動(dòng)機(jī)停車(chē)滑行、滑行制動(dòng)能量回收、加速輔助和電動(dòng)巡航等功能。升級(jí)方向是優(yōu)化駕駛體驗(yàn)，提高節(jié)能效率。對(duì)了，電壓升高，還能為車(chē)內(nèi)電子設(shè)備提供更多的電力。

在不同的工作模式下，48V混光系統(tǒng)會(huì)有不同的表現(xiàn)。

自動(dòng)啟動(dòng)/停止：在等待紅綠燈時(shí)，在車(chē)輛靜止不動(dòng)的情況下關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，48V大容量電池利用儲(chǔ)存的能量維持車(chē)載電氣設(shè)備的正常工作，因此可以快速啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)

能量回收：能量回收可以將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能儲(chǔ)存在電池中。僅能量回收功能就能降低油耗5%-7%左右。

加速輔助：混合動(dòng)力系統(tǒng)可以減少發(fā)動(dòng)機(jī)的排量。在提速階段，電機(jī)的輔助動(dòng)力可以彌補(bǔ)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力的不足，在不損失動(dòng)力的情況下降低排放。

巡航：當(dāng)車(chē)輛勻速行駛，電池電量充足時(shí)，關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)燃油噴射系統(tǒng)，依靠電機(jī)維持車(chē)輛行駛。電機(jī)提供的動(dòng)力用來(lái)抵消發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)阻力和拖曳阻力。在高速巡航階段，BSG/ISG可以在電能充足的情況下，完全分離并關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，僅靠電機(jī)保持車(chē)輛巡航。當(dāng)你再次踩下油門(mén)踏板時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)快速啟動(dòng)，平穩(wěn)切入當(dāng)前轉(zhuǎn)速。

滑行：松開(kāi)油門(mén)，車(chē)輛處于滑行階段，離合器分離發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械連接，完全關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)更長(zhǎng)的行駛距離。相當(dāng)于傳統(tǒng)車(chē)輛空擋滑行，只不過(guò)傳統(tǒng)車(chē)輛空擋滑行后，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降至怠速時(shí)仍需噴油維持發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。

48V混光系統(tǒng)有什么優(yōu)缺點(diǎn)？

與12V電力系統(tǒng)和廣義混合動(dòng)力系統(tǒng)相比，48V系統(tǒng)具有明顯的優(yōu)勢(shì)：

更安全：在我們從小學(xué)開(kāi)始的物理知識(shí)中，我們一直認(rèn)為安全電壓在36V以下。但是在高壓電動(dòng)車(chē)上，這個(gè)安全值是不科學(xué)的。一方面，人體電阻的阻值存在很大的個(gè)體差異，胖瘦高矮男女老幼的阻值不同。另一方面，人體環(huán)境也會(huì)對(duì)人體抵抗力產(chǎn)生影響，夏季潮濕時(shí)抵抗力會(huì)降低，冬季干燥時(shí)抵抗力會(huì)升高。綜合各種因素，一般認(rèn)為60V以下的DC電壓和25V以下的交流電壓屬于安全電壓。

成本低：48V混合動(dòng)力本身的標(biāo)稱(chēng)電壓在60V以下，即使計(jì)入高SOC引起的電壓波動(dòng)，48V混合動(dòng)力系統(tǒng)的峰值電壓也不會(huì)超過(guò)58V，不需要采取額外的電壓保護(hù)措施(很多國(guó)家規(guī)定電壓超過(guò)60V時(shí)要安裝保護(hù)措施)，成本低于上述“強(qiáng)混合”。

通用性強(qiáng)：48V系統(tǒng)可以兼容越來(lái)越多不同的電器設(shè)備，比如車(chē)載領(lǐng)域越來(lái)越多的娛樂(lè)大屏幕和復(fù)雜的中控系統(tǒng)。同時(shí)，48V提供了更大容量的電池，可以通過(guò)電池為傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)中依靠發(fā)動(dòng)機(jī)的空調(diào)壓縮機(jī)、冷卻水泵等設(shè)備加載。這樣既能有效降低發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷，又能在發(fā)動(dòng)機(jī)熄火時(shí)使用這些大功率設(shè)備。

節(jié)能減排：借助BSG技術(shù)和ISG技術(shù)，48V混動(dòng)系統(tǒng)可以進(jìn)一步縮小發(fā)動(dòng)機(jī)體積，從而減少排放。同時(shí)，用電渦輪代替機(jī)械渦輪可以進(jìn)一步提高發(fā)動(dòng)機(jī)的效率。48V混合動(dòng)力系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)滑行啟停、動(dòng)能回收、輔助加速等功能，有效避免不必要的油耗。與廣義的混合動(dòng)力汽車(chē)相比，48V混合動(dòng)力系統(tǒng)只需要30%的成本，就可以達(dá)到70%左右的效果。從性?xún)r(jià)比來(lái)說(shuō)還是挺劃算的。

同樣，與優(yōu)點(diǎn)相比，它的缺點(diǎn)也非常明顯：

1.48V的電壓比12V的電壓更容易產(chǎn)生電弧。如果長(zhǎng)時(shí)間熱插拔，可能會(huì)影響電子設(shè)備的壽命。

2.即使成本遠(yuǎn)低于混動(dòng)系統(tǒng)，但48V混動(dòng)系統(tǒng)帶來(lái)的車(chē)載設(shè)備的全面更新，依然會(huì)影響最終車(chē)輛的終端價(jià)格。

相對(duì)于廣義的混合動(dòng)力技術(shù)，48V混合動(dòng)力在很多國(guó)家和地區(qū)并不被視為“混合動(dòng)力技術(shù)”，因此不能享受福利政策和補(bǔ)貼。比如中國(guó)的汽車(chē)市場(chǎng)，由于48V混動(dòng)系統(tǒng)無(wú)法進(jìn)入新能源目錄，自然無(wú)法享受新能源汽車(chē)牌照等優(yōu)惠措施。這也導(dǎo)致了這種技術(shù)只是安裝在一些中高端豪華車(chē)型上來(lái)降低一定的油耗，比如奧迪A8L（查成交價(jià)|參配|優(yōu)惠政策）和奔馳S級(jí)（查成交價(jià)|參配|優(yōu)惠政策），而在中低端車(chē)型上由于成本的增加并不能得到太多消費(fèi)者的認(rèn)可。

或許對(duì)于這些廠(chǎng)商來(lái)說(shuō)，48V只是暫時(shí)解決排放問(wèn)題的“絕招”，最終還是要靠廣義的混動(dòng)和純電動(dòng)進(jìn)入新能源市場(chǎng)。

隨便舉個(gè)例子說(shuō)說(shuō)，吉利博瑞（查成交價(jià)|參配|優(yōu)惠政策）GEMHEV。這套吉利自主研發(fā)的MHEV系統(tǒng)，具有發(fā)動(dòng)機(jī)啟停、智能啟停、智能導(dǎo)航、智能充電、智能制動(dòng)能量回收等功能，可以覆蓋車(chē)輛的整個(gè)行駛過(guò)程。啟動(dòng)瞬間，48V BSG電機(jī)帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，響應(yīng)時(shí)間僅為0.3秒，抖動(dòng)和噪音明顯改善。加速時(shí)電機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)同時(shí)工作，強(qiáng)勁的動(dòng)力可以讓加速更快；勻速行駛時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)可以智能啟停，回收多余能量；輕踩油門(mén)時(shí)，可高速啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)無(wú)縫動(dòng)力連接；制動(dòng)時(shí)，電機(jī)快速抑制發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，發(fā)動(dòng)機(jī)不噴油，同時(shí)回收制動(dòng)能量；特別值得一提的是，這套48V BSG輕混系統(tǒng)的節(jié)油率高達(dá)15%，處于世界領(lǐng)先水平。

48V光混合擴(kuò)展

BSG混合動(dòng)力系統(tǒng)

BSG(Belt-Driven Starter Generator)代表兩軸并聯(lián)低度混合動(dòng)力：發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)采用皮帶傳動(dòng)方式進(jìn)行動(dòng)力傳輸，發(fā)動(dòng)機(jī)是整車(chē)的驅(qū)動(dòng)動(dòng)力源，利用電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的快速啟動(dòng)。

ISG混合動(dòng)力系統(tǒng)

ISG(Integrated Starter Generator)代表單軸并聯(lián)中度混合動(dòng)力：通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)扭矩的疊加來(lái)混合動(dòng)力，發(fā)動(dòng)機(jī)與電動(dòng)機(jī)和變速器并聯(lián)。根據(jù)不同的行駛工況，發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩和電機(jī)的扭矩在變速器前以各種形式復(fù)合，達(dá)到最佳的行駛效率。發(fā)動(dòng)機(jī)是整車(chē)的主要?jiǎng)恿υ?，電機(jī)系統(tǒng)起輔助作用。

總結(jié)：

各大車(chē)廠(chǎng)最清楚自己不約而同的選擇了48V，可見(jiàn)它有很多不可抗拒的優(yōu)勢(shì)。在低成本的情況下，節(jié)能減排滿(mǎn)足嚴(yán)格的政策是48V最大的能力。因此，48V混合動(dòng)力系統(tǒng)被認(rèn)為具有良好的發(fā)展前景。隨著電池技術(shù)的發(fā)展和動(dòng)力系統(tǒng)的優(yōu)化，未來(lái)的48V混動(dòng)系統(tǒng)可能會(huì)并入廣義混動(dòng)系統(tǒng)，成為入門(mén)級(jí)車(chē)型上配備的低端混動(dòng)配置。

正是在這個(gè)領(lǐng)域，中國(guó)品牌供應(yīng)商的技術(shù)和質(zhì)量是最好的，所以他們搶占了大量的市場(chǎng)。但48v輕混只是過(guò)渡階段的選擇，因?yàn)檎麄€(gè)汽車(chē)市場(chǎng)都在新能源的掌中。