汽车为什么采用12V电压?为什么又都在研发48V?

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汽车为什么采用12V电压?为什么又都在研发48V?

2024-06-14 04:23| 来源: 网络整理| 查看: 265

  你有没有想过汽车电压为什么是12V?为什么现在又有不少欧洲汽车品牌在打造48V系统?

  我们开的汽车,基本都是12V的系统,因为蓄电池的输出就是12V。

  未来,12V蓄电池统治汽车界的现状估计要变化,如今的汽车工业也正处在一个变化的节点上。

  12V电压是怎么来的

  可以想象,最初的汽车是没有电池的。就像卡尔本茨打造世界第一辆汽车时,他们考虑的重点肯定不是电气系统。

  从1886年第一辆汽车面世,到1918年汽车开始引入蓄电池,中间也经过了近30年。随着起动机的广泛应用,蓄电池很快就普及开了,不过那时普遍使用6V的系统。

  相信几乎没有多少人体验过6V电气系统的汽车,因为大概在1950年代,汽车的电压就提升到了12V系统,直到现在。

  为什么要弄个48V系统

  引入48V系统,肯定是因为12V的系统不够用了。

  功率等于电压乘电流,如果车上有了大功率用电设备,12V的低电压系统就需要很大的电流支撑。引入混合动力技术后,越来越多大功率部件就对提高电压提出了紧迫需求。

  回顾历史,好像现在又处于汽车发展的一个节点了,从电压系统的变化就能表现出来。

  我们简单分辨一下混合动力的几种形式。弱混、中混、强混,它们表达了电动和燃油机的混合程度,其实并没有严格的定义,但大概的区分还是一致的。

  弱混,基本上就是只包括了启停系统、动能回收装置;中混,是在弱混的基础上增加了智能能量管理和辅助起步的功能;强混,自然是可以靠纯电动驱动汽车。不论是启停系统还是动能回收装置,高电压系统对减排的效果要更好。

  弱混和中混的混动系统,让基于12V的电气系统运转非常吃力。

  比如配备了发动机启停的车,等红灯熄火后,空调运转单靠12V系统供电就有些难以承受,48V的更高电压就很容易解决这个问题。

  在48V系统的支持下,汽油机和电气的混合才能更加深入,电子涡轮、水泵、真空泵等可能都转化为电子驱动,进一步降低油耗。

  48V系统不是完全抛弃了12V系统

  48V系统不是对12V系统的彻底革命,而是在保留之前12V系统的基础上,再增加了一套48V系统来支持弱混和中混系统的。

  下图展示了48V系统的架构,12V系统还是整个系统的基础。

  为什么不直接弄个几百伏一步到位?

  很简单,50V以下是人体可以承受的安全电压,根据欧洲法规规定,超过60V电压的系统在导线和连接处就要采用特殊的绝缘措施了。

  所以,48V既提高了电压,又在人体安全承受范围内(实际上,48V系统的充电电压已经接近60V了)。而且,48V系统正好是目前12V系统的倍数,在有些情况下是不是还能曲线救国,通过串联电池组来实现。

  其实,90年代也曾提出过42V系统的方案,提出者也是欧洲以及北美的大品牌,但可能还是没有赶上混动汽车快速发展的好时机,最终也没有普及。目前,以梅赛德斯-奔驰为主,大陆、马勒这些零部件供应商积极推动,48V系统的机会大大。

  将要采用48V系统的车

  大众将为下一代高尔夫GTI继续武装2.0TSI发动机,但将同时配备48V系统,用混合动力系统提供更强动力的同时,还有着更低排放。

  和奔驰的48V系统联系在一起的,则是另一则奔驰正在开发直六发动机的新闻。没错,宝马曾经以直六为傲,但现在奔驰正在开发3.0L直六涡轮增压汽油发动机,最先会使用在新一代S级(W222)上,搭配的电机虽然只能贡献区区19马力,却能改善10-15%的燃油经济性。

  这里出现马勒这个名字有点奇怪,因为它经常出现在配套供应商的列表里,而不是整车厂里。不过,马勒也在开发有可能是革命性的动力系统,号称要用一个发动机覆盖从微车到SUV的全级别。他们的技术路线也是48V系统和混动系统的引入,他们已经在大众高尔夫上测试自己的这套动力系统,并得到了不少海外媒体的认可。

  我却觉着马勒的理念也并不那么革命,沃尔沃已经采取了这样的思路,就是他们的Drive-E动力方案。他们是凭借一款2.0L发动机,打造从出T4(不增压)、T5(机械增压)、T6(机械+涡轮双增压)、T8(增压+混动)这一系列不同的发动机,满足沃尔沃全系的需求。

  结语:未来48V系统会普及吗?

  文章分析了,它是从汽油车向纯电动(或者燃料电池)汽车过渡的一个中间阶段——混合动力系统——的一种实现方案。

  至于混合动力汽车要“混合”多久,是不是还有其他方案,都是不确定因素。但肯定的是,12V系统很难再保持自己的唯一性了。

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