汽车低压系统,从12V到48V

发布时间:2024-07-02  

过去,包括燃油车和新能源车型,在低压系统上都采用了12V电压的架构。在燃油车上,低压系统一般采用12V的小电瓶供电,发动机带动发电机对小电瓶进行充电,小电瓶向车灯、座舱内的所有电子部件,比如电动座椅、电动车窗、中控娱乐屏、音响等供电,同时还对汽车各部分的控制单元ECU进行供电。

而近年来,电动汽车的趋势,开始带动汽车低压系统架构从12V转向48V。

为什么要48V?

不仅是电动汽车,整体汽车的电气化趋势,都让车上的电气设备数量不断增加,除了座舱内的娱乐系统之外,还有发动机启停等大功率负载的设备。而进入混动时代之后,使得12V低压系统更加不堪重负,于是2011年奥迪、宝马、戴姆勒、保时捷、大众等欧洲车企联合推出48V系统,以满足混动系统的负载,以及越来越严格的排放法规。

那么为什么是48V?从安全的角度看,行业规定直流电的安全电压是60V,而48V电池的充电电压最高是60V,这也意味着48V电池电压已经是安全规定下的最高电压等级。

2016年,长安汽车推出了全球首款搭载48V轻混的长安逸动蓝动版车型。 最初,48V系统是在过去的12V系统基础上,额外增加一组48V的电池,专门供给小功率电机使用。第一代的48V轻混车型电机是作用在发动机侧,主要是提供滑行启停、能量回收、发动机助力等功能,能够节省8%—10%的燃油。

而到了2023年12月,全球首款采用48V低压系统的纯电车型特斯拉cybertruck正式交付。对于纯电车型来说,由于智能化设备的增多,车内包括智能驾驶系统、智能座舱系统等设备的功耗增加,48V系统可以支持这些更大功率的电气设备,比如电气化程度更高的底盘上,电磁悬挂、线控方向盘、线控刹车等需要用到的功率也越来越高,48V系统就能够更轻易带动这些高功率设备。

另外,在功率不变的情况下,提高系统电压也能够减少所需的电流,从而可以使用更细的导线,降低整车重量和成本。

48V电池容量也相比传统的12V更大,也就能够支撑更多的电子设备进行工作。因此,在汽车智能化的趋势下,电子设备数量越来越多,功率越来越高,48V会是汽车电子电气架构中,一个很确定的发展方向。


低压系统迭代是漫长的过程

虽然行业中用48V替换目前12V系统的声音很多,但截至目前,真正在低压系统中采用48V的只有特斯拉cybertruck。

而在蔚来尚未上市的旗舰车型上,采用了全线控技术的天行智能底盘,包括线控转向、全主动式悬挂等,过去的12V低压系统必然是无法满足这些底盘部件的功率需求。而蔚来的做法是,采用了双12V的电路设计,并且有双DC-DC,主动悬挂系统就工作在48V电压下。

那么未来这样做的原因,很大程度上是因为供应链上的滞后。因为以往很多车载电子部件都是12V电压的,除了刚才提到的底盘,座舱内的更多部件,包括电动车窗的电机、座椅的电机、车内照明、中控娱乐系统等,都是12V额定电压。

如果切换到48V,那么在没有起量的情况下,供应链以及车企都需要付出较高的成本去单独定制,同时由于电压标准的改变,对整车的电子电气架构也会造成很多改变,对于一些成熟的车型平台来说,切换48V将会造成更高的成本。

但相对而言,新势力厂商在电气架构上迭代速度较快,新技术应用也较为激进,因此在特斯拉之后,相信国内新势力车企将会率先切换48V低压系统。

小结:

48V低压系统目前来看不存在太大的技术难题,主要还是看供应链以及主机厂对于48V的需求判断,比如线控转向、电控主动悬架等技术需要大功率电机驱动,这些设备快速落地的话,那么就可能会加速48V系统上车的节奏。

文章来源于:电子工程世界    原文链接
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