应对油耗限值的秘密武器，48V驱动系统究竟是什么？

中国和欧洲车企都在研发的48V驱动系统，究竟好在哪里...

《公开课》& 文：舵手

➤常看新闻的同学可能知道，我国给汽车厂定了一个小目标：到2020年，新车的百公里油耗要低于5升，所有汽车厂都必须达标。但大家也都知道，除了部分新能源车之外，能达到这一标准的汽车寥寥无几，就连小排量增压+双离合的A级车都还达不到。

当然，百公里5升的目标是一家公司所有出厂新车油耗的平均值，所以呢，可以靠多卖一些新能源车，甚至是油耗为0的纯电动车，来拉低平均油耗，实现这一目标。但总体而言，还是必须降低汽油车的油耗，否则得卖多少新能源车才够呢？

世界各国近年来的平均油耗目标

不过，汽油发动机从1876年发明以来，已经历经了140余年的持续改进，作为一个已经比较成熟的工业品，再去通过优化燃烧、喷油、点火这些基础性能来提高燃油经济性，谈何容易！说改进就改进，难道设计上一代发动机的工程师都是吃闲饭的吗？

那么，实现百公里5升的油耗目标难道就没办法了吗？其实，汽车厂手中的办法有一堆，不采用的原因只有一个——要！花！钱！而在这些节油措施里，性价比最高的一种就叫做“48V驱动系统”，它能降低油耗达到10%-15%，在2020年前，很多厂家都将发布搭载这项技术的新车。

1.

“48V”是什么意思？

“48V”表示的是电池的电压。

本来呢，汽车上的电瓶电压是12V，现在，要新增一个48V电池，一共两个电池。而远期的目标是取消12V电池，只留下一个48V电池。

2.

12V电池不好吗，干嘛没事找事加个48V电池？

没错，就是因为12V电池不好。

自动起停功能作为一种重要的节能手段，在很多车上都已经得到了搭载。但基于12V电池的启停系统有些缺点，相信有起停功能的车主们深有体会：1.堵车时起停频繁，让人心烦。2.停车熄火后没有空调，很不方便。3.滑行时发动机会熄火，没有能量回收，或只有很弱的能量回收，节油不彻底。

这种时候，你会不会想象：要是车上有一台电机，起步时用电机起步、滑行时用电机回收能量、全油门时电机还能帮着输出动力就好了，要是空调也能用电动的就更好了，发动机熄火时就也有冷风了……其实，你想的这个东西就叫做——混合动力。12V带启停系统也是混合动力，只是最多只能算微混，而你想象的这些功能，就跨入了中混的范畴。

显然，中混相比微混，需要更大功率的电机，再加上电动空调，电流就更大了。如果你物理不是体育老师教的，应该还记得这两个公式：

以及：

可见功率的损失与电流是成平方关系的。现在12V系统车上起动电机的电器总功率在3千瓦以内；而要达到中混，需要驱动电机功率达到10千瓦水平。功率提升到3倍多，电流也会同步提升，那么导线上的损失将会提高10倍以上！这将带来电线温度急剧上升，随时一键自燃。

所以，想提升功率，必须提高系统电压；系统电压越高，电流就越小，电线上的损失就越小（和长距离输电要用高压线的原理是一样的）。

但是多高的电压合适呢，不能说你奔驰用80V，我宝马用60V，你奥迪又用50V，必须建立一个统一的标准，这样电池、电机、控制器等各种电器零件都可以由供应商统一研发，增大批量有助于降低成本。

所以呢，在2011年的一天，德国几家汽车巨头：奔驰、宝马、奥迪、保时捷、大众，就坐在一起开了个会。

这个过程可能描述的不一定准确，但结果就是这样的，德国人开完会就把这个48V标准给定了下来。鉴于德国汽车工业在世界范围内的巨大影响力，许多汽车企业都接受了这一标准，整个欧洲和中国市场都在研发48V混合动力系统，以接替当前纯发动机的动力系统。

3.

48V驱动系统长啥样

外观上，一辆48V的汽车是没有区别的，但打开发动机舱就会发现，里面有两块电池，其中一块是传统的12V电池，由于12V电池的一部分功能被48V电池所取代，因此12V电池相比传统车的会小一些。

48V驱动系统的结构并不复杂，新增一块电池，和一个DC/DC转换器（直流变压器）；还增加了一个大功率的驱动电机，这个电机不仅能辅助驱动车辆，能起动发动机，还可以发电、能量回收，相当于代替了传统的起动电机和发电机的功能。

48V电池除了驱动电机以外，还将驱动一些大功率负载，包括空调——汽车上最大的用电器，座椅、方向盘加热、转向助力等等。这可以大大减轻12V电池的负载，减小电路上的损耗。

4.

有了48V电池，还要12V电池干嘛？

12V电池短期内是无法取消的，因为汽车上的用电器实在太多了，光是电子控制器就有30多个，而传感器、水泵、油泵、液压泵、电磁阀、电机等数量就更多了。这么多的用电器，如果直接取消12V电池，直接全部切换48V系统，必将导致所有电子元器件全部都要重新开发、重新测试。一来变量增多，容易导致系统不稳定，二来将会带来成本大幅上升，得不偿失。

其实在1990年代，美国人就出于48V的相似思路订立了一个“42V”标准，就是因为完全取消了12V电池导致变化太大，成本过高，从而计划失败的。其实就算是几百伏电压的纯电动车都保留着12V电池，48V系统自然也不会直接把它砍掉。

Tesla Model S上的12V电池

5.

48V系统的优缺点

作为一种混合动力系统，48V系统自然也具有混合动力系统的功能及优点：

而作为一种特殊的混合动力系统，48V最大的优点就是相比传统发动机车改变不大，增加的成本较少，因此被广大欧洲和中国厂商所接受（日本人的混合动力搞得风生水起，不吃德国人这一套）。

那么48V系统就没有缺点了吗？当然不是，48V系统的缺点其实也正是来自于其优点：相比传统车改变不大，意味着大量妥协和折中，绝不是什么革命性的新事物。48V的电压还是较低，不能支持更大功率的电机，毕竟它是一种过渡方案。但说到底，混合动力车其实都是过渡方案，汽车的未来还是属于纯电动车和燃料电池车。