48V 系統(tǒng):引領(lǐng)汽車(chē)電源架構(gòu)的重大變革
在汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷程中,電源架構(gòu)的每一次變革都深刻影響著車(chē)輛的性能、效率與功能拓展。從早期的 6V 系統(tǒng)到后來(lái)占據(jù)主導(dǎo)地位長(zhǎng)達(dá) 60 年的 12V 系統(tǒng),每一次電壓標(biāo)準(zhǔn)的提升都是為了應(yīng)對(duì)汽車(chē)日益增長(zhǎng)的電力需求。而如今,隨著汽車(chē)智能化、電動(dòng)化趨勢(shì)的迅猛發(fā)展,48V 系統(tǒng)正逐漸嶄露頭角,成為汽車(chē)電源架構(gòu)領(lǐng)域的新焦點(diǎn),引領(lǐng)著一場(chǎng)意義深遠(yuǎn)的重大變革。
一、48V 系統(tǒng)的起源與發(fā)展背景
20 世紀(jì) 50 年代,隨著汽車(chē)中大排量發(fā)動(dòng)機(jī)的廣泛應(yīng)用,原有的 6V 電壓系統(tǒng)架構(gòu)難以滿(mǎn)足日益增長(zhǎng)的用電需求,汽車(chē)企業(yè)采用串聯(lián)兩個(gè) 6V 電池的方式,構(gòu)建了 12V 低壓系統(tǒng)架構(gòu)。此后,車(chē)內(nèi)照明、電動(dòng)車(chē)窗、點(diǎn)煙器、電池等電氣系統(tǒng)和組件,均圍繞 12V 通用電壓標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。然而,到了 21 世紀(jì),現(xiàn)代汽車(chē)引入了電動(dòng)轉(zhuǎn)向、泵和暖通空調(diào)(HVAC)等高能耗設(shè)備,同時(shí)先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)、信息娛樂(lè)系統(tǒng)等也不斷發(fā)展,車(chē)輛的電力需求呈爆發(fā)式增長(zhǎng),12V 系統(tǒng)逐漸力不從心。
2011 年,在汽車(chē)負(fù)載要求進(jìn)一步增加以及排放法規(guī)愈發(fā)嚴(yán)格的背景下,奧迪、寶馬、戴勒姆、保時(shí)捷和大眾聯(lián)合推出了 48V 系統(tǒng),并通過(guò) DC/DC 轉(zhuǎn)換器,將 48V 系統(tǒng)集成在原來(lái)的 12V 系統(tǒng)上。2016 年,48V 低壓電氣系統(tǒng)首次在量產(chǎn)車(chē)型中規(guī)?;瘧?yīng)用,歐洲車(chē)企為應(yīng)對(duì)嚴(yán)苛的排放法規(guī)(如 Euro 6),率先推出搭載 48V 輕混系統(tǒng)的車(chē)型,如奧迪 SQ7 和奔馳 S 級(jí)。但受限于當(dāng)時(shí)技術(shù)成本高、供應(yīng)鏈不完善及消費(fèi)者認(rèn)知不足等因素,這一技術(shù)在 2018 年后逐漸遇冷。直到近幾年,隨著相關(guān)技術(shù)的不斷成熟和市場(chǎng)需求的轉(zhuǎn)變,48V 系統(tǒng)以更成熟的姿態(tài)強(qiáng)勢(shì)回歸。
二、48V 系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)解析
(一)提升功率輸出與效率
48V 系統(tǒng)將電壓提升至 12V 系統(tǒng)的四倍,能夠顯著提升汽車(chē)的性能和功能。在相同功率條件下,48V 系統(tǒng)的電流更低,根據(jù)焦耳定律 Q=I2Rt(其中 Q 為熱量,I 為電流,R 為電阻,t 為時(shí)間),較低的電流意味著產(chǎn)生的熱量更少,從而減少了電源損失,提升了效率。同時(shí),布線時(shí)可以采用更細(xì)、更輕的導(dǎo)線,既節(jié)省成本,又減輕了車(chē)輛重量。例如,在一些搭載 48V 輕混系統(tǒng)的車(chē)型中,通過(guò)能量回收與動(dòng)力輔助,不僅降低了油耗,還提升了車(chē)輛的加速性能。
(二)支持更多高級(jí)功能
隨著汽車(chē)智能化的發(fā)展,電動(dòng)轉(zhuǎn)向、線控轉(zhuǎn)向和線控制動(dòng)(電子線控)等高級(jí)功能對(duì)電力的需求大幅增加,且對(duì)可靠性、安全性和冗余度提出了更高要求。48V 系統(tǒng)能夠?yàn)檫@些大功率組件提供更穩(wěn)定、充足的電力支持。如 48V 主動(dòng)防傾桿可實(shí)時(shí)調(diào)整車(chē)身姿態(tài),將過(guò)彎側(cè)傾減少 30%,為智能駕駛系統(tǒng)提供了更高的安全冗余;線控轉(zhuǎn)向技術(shù)依賴(lài) 48V 系統(tǒng)的高效供電,其響應(yīng)速度較傳統(tǒng)液壓系統(tǒng)提升 50%,為自動(dòng)駕駛提供了更精準(zhǔn)的控制基礎(chǔ)。
(三)優(yōu)化車(chē)輛設(shè)計(jì)
48V 系統(tǒng)通過(guò)使用更細(xì)的線束和小型連接器,減輕了重量,節(jié)省了成本,為車(chē)輛安裝更多電子設(shè)備提供了空間。同時(shí),其穩(wěn)定的供電能力使得智能化配置的瞬時(shí)高功率需求得以滿(mǎn)足,例如主動(dòng)防傾桿在過(guò)彎時(shí)的動(dòng)態(tài)調(diào)整,這是 12V 系統(tǒng)難以實(shí)現(xiàn)的。博澤推出的基于 48V 系統(tǒng)的車(chē)門(mén)調(diào)節(jié)、座椅控制及熱管理解決方案,其 48V 車(chē)窗升降器電機(jī)響應(yīng)速度較 12V 系統(tǒng)提升 40%,運(yùn)行噪音降低 50%,顯著提升了用戶(hù)體驗(yàn)。
三、48V 系統(tǒng)在汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀
在 2025 年上海國(guó)際車(chē)展上,48V 系統(tǒng)成為整車(chē)企業(yè)與零部件巨頭競(jìng)逐的焦點(diǎn)。博世、安波福、博澤等企業(yè)紛紛推出創(chuàng)新解決方案。安波福展示的 48V 電氣架構(gòu)系統(tǒng),通過(guò)集成線束、連接器、控制器等核心組件,實(shí)現(xiàn)了從 “局部?jī)?yōu)化” 到 “底層重構(gòu)” 的跨越,采用鋁導(dǎo)線替代銅導(dǎo)線,結(jié)合扁平化設(shè)計(jì),系統(tǒng)重量減輕 30%,空間利用率提升 20%。博世則通過(guò)區(qū)域控制器、48V 電池等模塊化方案,降低了車(chē)企的集成門(mén)檻,其新一代 EMB(電子機(jī)械制動(dòng))系統(tǒng)已獲三家中國(guó)主機(jī)廠訂單,計(jì)劃 2025 年第四季度量產(chǎn)。
車(chē)企方面,上汽奧迪、極氪等品牌將 48V 系統(tǒng)融入旗艦車(chē)型。上汽奧迪 A5L Sportback 搭載的 48V 輕混系統(tǒng),不僅降低油耗 10%,更通過(guò)能量回收與動(dòng)力輔助,實(shí)現(xiàn)了 “性能與環(huán)保兼得”;極氪 9X 配備的 48V 主動(dòng)防傾桿和 900V 超高壓平臺(tái)協(xié)同工作,既保障了電驅(qū)效率,又為智能化功能提供了獨(dú)立電源支持。市場(chǎng)調(diào)研顯示,2025 年中國(guó)消費(fèi)者購(gòu)車(chē)時(shí),“智能化配置豐富度” 與 “駕駛舒適性” 已成為前三大決策因素,48V 系統(tǒng)通過(guò)支持更多高功率設(shè)備(如激光雷達(dá)、多屏交互系統(tǒng)),正好滿(mǎn)足了這一需求轉(zhuǎn)變。博世預(yù)測(cè),未來(lái)三年,中國(guó)市場(chǎng)超 60% 的新車(chē)將搭載 48V 架構(gòu),其滲透率將遠(yuǎn)超 2016 年的不足 5%。
四、48V 系統(tǒng)發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)與未來(lái)趨勢(shì)
盡管 48V 系統(tǒng)前景廣闊,但其普及仍面臨諸多挑戰(zhàn)。供應(yīng)鏈轉(zhuǎn)型是首要難題,車(chē)企若仍依賴(lài) 12V 架構(gòu),將難以適應(yīng)下一代車(chē)型的需求,部分傳統(tǒng)供應(yīng)商因技術(shù)儲(chǔ)備不足,可能被淘汰出局。此外,用戶(hù)教育仍需加強(qiáng),許多消費(fèi)者對(duì) 48V 系統(tǒng)的價(jià)值認(rèn)知仍停留在 “省油” 層面,忽視了其對(duì)智能化體驗(yàn)的支撐作用。
然而,產(chǎn)業(yè)界對(duì) 48V 的未來(lái)充滿(mǎn)信心。未來(lái),48V 系統(tǒng)將不斷拓展應(yīng)用領(lǐng)域,博澤預(yù)計(jì),到 2030 年,48V 系統(tǒng)將覆蓋車(chē)門(mén)、底盤(pán)、熱管理等 90% 的低壓場(chǎng)景,并與高壓電網(wǎng)形成互補(bǔ)。在技術(shù)創(chuàng)新方面,安波福正探索 “軟件定義電網(wǎng)” 模式,通過(guò) OTA 升級(jí)優(yōu)化能量分配策略;部分企業(yè)正與車(chē)企合作開(kāi)發(fā) “按需供電” 功能,使車(chē)輛能夠根據(jù)駕駛模式自動(dòng)切換 48V 與 12V 供電,進(jìn)一步降低能耗。同時(shí),隨著更多車(chē)型量產(chǎn)與供應(yīng)鏈成熟,48V 系統(tǒng)的成本將進(jìn)一步降低,其將從 “過(guò)渡技術(shù)” 逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槠?chē)智能化、電動(dòng)化發(fā)展中的 “核心支柱”,在全球汽車(chē)電氣化競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)重要地位,持續(xù)推動(dòng)汽車(chē)電源架構(gòu)乃至整個(gè)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的變革與發(fā)展。