它們配備了高級先進(jìn)的安全功能、具有音樂(lè )廳般的音響系統、加熱座椅以及可隨動(dòng)轉向以照亮黑暗彎道的前照燈，儼然成為了汽車(chē)業(yè)的高科技奇跡。

 

這些技術(shù)中的許多奇跡都依賴(lài)并消耗車(chē)輛電能。

 

“一個(gè)12伏的電氣系統可提供約300安培的電流，峰值時(shí)約為600安培，勉強能為牽引電機和制動(dòng)系統供電提供所需能量，更不用說(shuō)提供驅動(dòng)現代信息娛樂(lè )系統和半自主安全功能所需要的能量負載了。”負責公司混合動(dòng)力、電動(dòng)汽車(chē)和動(dòng)力總成系統工程團隊的Karl-Heinz Steinmetz說(shuō)道：“這就需要邁出變革性的一步。”

 

這一顛覆性的變革正是48伏電氣系統。汽車(chē)動(dòng)力驅動(dòng)架構的這一進(jìn)步滿(mǎn)足了如今高耗能汽車(chē)更高的電力需求。功率增加還可以使內燃機更有效地運轉，以幫助制造商更快地滿(mǎn)足排放法規要求。

 

業(yè)內很多制造商已接受這一變革。各汽車(chē)品牌制造商正在推出具有啟停技術(shù)的輕度混合動(dòng)力汽車(chē)。該技術(shù)可使發(fā)動(dòng)機在汽車(chē)滑行、制動(dòng)或停止時(shí)暫時(shí)關(guān)閉，然后迅速重新啟動(dòng)，并由新系統提供部分動(dòng)力。低端輕度混合動(dòng)力汽車(chē)制造商今年將緊隨其后，效仿采用這一技術(shù)。與傳統的混合動(dòng)力汽車(chē)不同，輕度混合動(dòng)力汽車(chē)（也稱(chēng)為電池輔助混合動(dòng)力汽車(chē)）中的電機用于補充內燃機，不單獨為汽車(chē)提供動(dòng)力。

 

除了減少有害廢氣排放并提高燃料經(jīng)濟性外，由48伏電氣系統實(shí)現的功率增加還滿(mǎn)足了消費者對具有高科技信息娛樂(lè )、便捷性和輔助駕駛安全功能汽車(chē)的日益增長(cháng)的需求。一些48伏電氣系統制造商稱(chēng)，可節省多達20%的燃油。到2025年，二氧化碳的排放量可減少30%。

 

通過(guò)對這些系統的創(chuàng )新，汽車(chē)制造商可以在不影響動(dòng)力、性能和駕駛安全性的前提下，滿(mǎn)足更嚴苛的全球燃油經(jīng)濟性和排放標準，構建一個(gè)空氣更清新、道路更安全的世界。

 

Karl-Heinz Steinmetz

 

賦能動(dòng)力總成及更多系統

 

傳統的12伏電氣系統使用常規的鉛酸電池和交流發(fā)電機為不斷增加的各種耗能功能提供電能，如車(chē)內外照明、半自動(dòng)防撞和車(chē)道偏移安全功能以及提供車(chē)載音頻和視頻的軟硬件。

 

48伏系統可更多的處理這些功率負載?，F代汽車(chē)中的驅動(dòng)渦輪增壓器、空調壓縮機、主動(dòng)懸架系統、冷卻液泵、機油泵和轉向助力泵運行所需能量由電氣系統提供，而非由以往為內燃機提供動(dòng)力的曲軸皮帶輪和皮帶傳動(dòng)提供。

 

通過(guò)從以前由產(chǎn)生二氧化碳的發(fā)動(dòng)機驅動(dòng)系統過(guò)渡到由48 伏電氣系統電流驅動(dòng)的系統，可使用更小尺寸的發(fā)動(dòng)機。

 

Karl-Heinz表示：“這使您可以縮小內燃機的尺寸，將六缸車(chē)減小為四缸車(chē)大小，從而提高燃油效率并降低二氧化碳排放量。”

 

在技術(shù)層面，從12伏切換到48伏所需的結構性改造并不大，但是即使增加了更高的電壓系統，汽車(chē)制造商仍在努力確保這種調整能保持長(cháng)期韌性。在48伏系統中，由發(fā)電機而非12伏系統中使用的交流發(fā)電機對來(lái)自發(fā)動(dòng)機的動(dòng)力進(jìn)行轉換。此外，還需要48伏大容量鋰基電池和再生制動(dòng)系統。通過(guò)再生制動(dòng)或恢復制動(dòng)，發(fā)電機將汽車(chē)減速時(shí)損耗的動(dòng)能轉換為電能，存儲在 48伏大容量電池中。

 

Karl-Heinz表示：“通過(guò)再生制動(dòng)，當駕駛員從交通信號燈處由停車(chē)變?yōu)榧铀傩旭倳r(shí)，所存儲的能量將被用于推動(dòng)車(chē)輛前行，從而實(shí)現比通常情況下更快的速度。一些48伏電氣系統還會(huì )在車(chē)輛滑行或停車(chē)時(shí)關(guān)閉發(fā)動(dòng)機，從而提高燃油效率并降低排放。”

 

汽車(chē)的HVAC系統也將從中受益。Karl-Heinz表示，許多駕駛員抱怨采用12伏系統的汽車(chē)停下時(shí)，暖通空調系統就會(huì )斷電。

 

他表示采用48伏系統的汽車(chē)不會(huì )發(fā)生這種情況，儲存的能量可隨時(shí)用于為車(chē)窗除霜并更快地加熱座椅。

 

越來(lái)越多的制造商正在使用新型紅外發(fā)熱板，直接為乘客供熱，而不會(huì )浪費電能來(lái)加熱汽車(chē)的其余部分。這類(lèi)似于為乘客多穿一件衣服來(lái)保暖，而不是將恒溫器溫度調高。

 

Karl-Heinz表示：“紅外發(fā)熱板的挑戰在于每個(gè)座椅需要約500瓦功率，這給12伏電氣系統帶來(lái)了很大壓力。48 伏系統不會(huì )出現這種情況。”

 

未來(lái)汽車(chē)的核心系統

 

對于具有較高自主性和駕駛員輔助功能的車(chē)輛，當今 12 伏電氣系統遠不能提供車(chē)載計算機分析和處理傳感器和攝像頭數據所需的能量。

 

“每臺車(chē)載計算機預計將消耗約一千瓦到兩千瓦的電力，這會(huì )讓 12 伏系統的功率消耗殆盡，”Karl-Heinz 說(shuō)道，無(wú)論未來(lái)的自主駕駛汽車(chē)是混合動(dòng)力汽車(chē)還是純電動(dòng)汽車(chē)，它們都需要48伏系統來(lái)承受高耗能的負載。”

 

許多汽車(chē)制造商正在將起動(dòng)器和發(fā)電機、直流/直流轉換器和電池管理等系統以及HVAC壓縮機、正溫度系數加熱器和接線(xiàn)盒之類(lèi)的車(chē)身電子器件轉換為48伏系統。此外，氮化鎵在車(chē)載充電效率和功率密度、精密電流感應、無(wú)線(xiàn)電池管理系統技術(shù)以及隔離和電源管理方面的進(jìn)步都有助于減輕汽車(chē)重量，并減少驅動(dòng)汽車(chē)形勢所需的動(dòng)力。

 

Karl-Heinz表示：“電動(dòng)汽車(chē)系統將成為未來(lái)汽車(chē)的核心系統，為實(shí)現道路更安全和空氣更清潔提供所需動(dòng)力。”

 

 

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