Question&Answer
2017-08-05
“网红”48V,就是这么回事儿
李尔欣
奔驰、宝马、奥迪、沃尔沃……多年来,一个又一个品牌成为48V系统的追随者。可对于这位新晋“网红”,吃瓜群众至今仍然搞不懂它到底是怎么回事儿。那就给大伙讲一下吧~
Q编辑你好!我最近经常看到一些新车,尤其是欧洲品牌的,比如奥迪SQ7之类,会配有48V系统,请问这48V系统究竟是个啥玩意儿?
A48V系统,简单来说,就是基于输出电壓为48V直流电的电池组而构成的车载电气系统。目前在乘用车领域,48V系统通常是指配有48V锂离子电池组的Mild Hybrid轻度混合动力系统,并主要由博世、德尔福、大陆等供应商为客户定制全套系统,而且基本都会有48V储能电池、DC/DC转换器和起动/发电一体化电机这3大部件,只在配套的附件和电池管理系统的控制逻辑等细节上有所区别。可以看到,如果把其中的48V储能电池换成12V或36V蓄电池,基本上就是21世纪初曾流行过的弱混合动力系统——通常无法像丰田的强混合动力系统那样实现纯电动行驶。既然如此,那为何还要引入48V系统?
答案非常简单:时间紧、成本低。说时间紧,是因为欧盟在2008年就已提出要在2020年实施新车整体达到95g/km的C02排放标准,并于2013年同意届时实施该标准。尽管德国强烈要求在2020年先逐级过渡,等到2024年再全面实施,但欧盟还是在2014年敲定将于2021年实施该标准。显然,欧洲的各大车厂没有时间等待Full Hybrid全混合动力系统的成本降低到足以覆盖所有价格区间,更来不及研发低成本的纯电动车,必须走捷径。
于是在2011年,戴姆勒、宝马、大众、奥迪、保时捷5家德国汽车制造商联合推出LV148标准,将车载电气系统的输出电压从20V到60V分成6档,并正式定义48V系统。而随着欧盟确定新的CO2排放标准实施的时间,欧洲车厂的研制进度也明显加快,到2016年即已推出搭载48V系统的量产车。
另外,随着电动涡轮、电控转向机乃至电动空调等大功耗电气设备陆续装配车辆,尤其是引入12V启停电机后,现行的12V系统早已超负荷工作,急需更强大的电气系统来接班。留给欧洲汽车制造商的时间确实相当紧迫。
而若应用100V乃至300V以上高压电气系统的全混合动力系统,又必须按照欧盟的规定使用电气屏蔽系统以及指定规格的电缆等昂贵附件。相较之下,使用“安全电压”的48V系统就无需承担这些累赘的成本。此外,根据海外媒体从48V系统供应商那里得到的数据,48V系统能以全混合动力车30%的成本,便获得这类车型50%~70%的经济收益;而相比常规内燃机动力系统,48V系统又有10%~15%的燃油经济性优势。所以,欧洲车厂必须在优化内燃机燃烧效率的同时力推48V系统,因为这是唯一的选择。但说实话,如果内燃机的燃烧效率能够轻易提高的话,大众也没必要在工况测试中作弊。显然,真正能让欧洲人以较低成本在时限内完成任务的,只有48V系统。顺便一提,根据《国务院关于印发节能与新能源汽车产业发展规划(2012~2020年)的通知》,我国乘用车的CAFC企业平均燃料消耗量,需在2020年达到5.0L/100km。可以预见,48V系统很快也会风靡全国,毕竟这是一套现成的解决方案。值得一提的是,48V系统中的核心部件——48V储能电池,并非只能用于构建轻度混合动力系统。它还能替换现行的12V启停电机,并以更高的回收功率和更多的供电时间来延长发动机的休眠时间,从而获得更低的油耗与排放。另外,48V储能电池亦可在全混合动力系统中充当动能回收系统的主要部件。显然,相比目前的12V电池系统,48V电池系统效率更高、功能更强,成本也相对合理。这是否意味着,48V系统即将直接取代12V系统呢?并非如此。举个例子,现在车内常见的点烟器、影音系统等电气设备仍为12V电压,就无法接入48V系统,以至于新推出的48V轻度混合动力系统都必须通过DC/DC转换器将电压降到12V,并保留原有的12V电池。而可以肯定的是,直到所有车载电子设备都换用48V电压以前,12V系统必将继续与48V系统共存。
那在淘汰12V系统后但尚未全面电气化之时,48V系统本身又会迎来怎样的局面?这可得“具体问题,具体分析”。在欧洲,48V系统全面普及的趋势已无可阻挡,因为这是当下最好的解决方案。而美国既然已退出《巴黎协定》,就连玩纯电动的特斯拉都备受打击,哪里还有推广48V系统的紧迫性?除非换个总统。若是主张建设“氢社会”的日本,那里的主角注定会是氢燃料电池与全混合动力系统,还轮不到48V系统来挑大梁。至于国内,老实说这得看政策,不过自从2016年正式实施第四阶段燃油限值标准后,车厂们已没有时间再折腾,借鉴欧洲模式是最为便捷的方案。事实上,吉利、长城等一线厂商都在联手供应商打磨自家的48V系统,相信不会让消费者等太久!