隨著世界主要發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體排放標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高，為了滿(mǎn)足日益嚴(yán)苛的排放法規(guī)，廣大車(chē)企持續(xù)加大對(duì)于節(jié)能減排技術(shù)的研發(fā)投入。近日一則國(guó)內(nèi)某知名動(dòng)力電池企業(yè)與博世集團(tuán)達(dá)成協(xié)議，為其在全球范圍內(nèi)提供48V輕混系統(tǒng)動(dòng)力電池的新聞讓48V輕混系統(tǒng)走入人們的視野，在今年的成都車(chē)展上更是亮相了多款搭載48V系統(tǒng)的中高端車(chē)型，讓廣大消費(fèi)者對(duì)于48V系統(tǒng)的關(guān)注度陡然提升。48V輕混系統(tǒng)最早由奧迪、寶馬、戴姆勒、保時(shí)捷和大眾公司在2011年聯(lián)合提出，用以替代目前汽車(chē)上采用的12V系統(tǒng)，由于48V輕混系統(tǒng)在減排效果和經(jīng)濟(jì)性方面的突出優(yōu)勢(shì)使其成為了主流的傳統(tǒng)燃油車(chē)減排技術(shù)之一，在目前純電動(dòng)汽車(chē)相關(guān)技術(shù)還并不是完全成熟，特別是成本高企的現(xiàn)狀下，48V輕混系統(tǒng)贏得了廣大車(chē)企和消費(fèi)者的認(rèn)可和青睞。根據(jù)相關(guān)機(jī)構(gòu)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)，到2025年排放法規(guī)嚴(yán)苛的亞太、北美和歐洲地區(qū)對(duì)于48V混動(dòng)系統(tǒng)的需求量將達(dá)到1100萬(wàn)套左右。

48V系統(tǒng)為何能夠獲得廣大廠(chǎng)商和消費(fèi)者的一致認(rèn)可呢？這就要從48V輕混系統(tǒng)的特性說(shuō)起，在傳統(tǒng)的燃油車(chē)上為了提升燃油經(jīng)濟(jì)性，往往會(huì)安裝自動(dòng)啟停系統(tǒng)，但是由于傳統(tǒng)的12V系統(tǒng)輸出能力較弱，因此車(chē)輛起步動(dòng)力滯后，同時(shí)節(jié)油效果也不明顯，因此許多消費(fèi)者會(huì)選擇直接關(guān)掉自動(dòng)啟停系統(tǒng)。但是更換為48V系統(tǒng)后，可以提供更高的輸出功率，可以有效的縮短車(chē)輛啟動(dòng)時(shí)間，提高自動(dòng)啟停系統(tǒng)的舒適性，并使發(fā)動(dòng)機(jī)盡快進(jìn)入萬(wàn)有特性中的經(jīng)濟(jì)區(qū)，可以使得節(jié)油效果提升10-15%。48V系統(tǒng)的加入也讓制動(dòng)能量的回收成為了可能，在擁堵的城市中走走停停成為常態(tài)，大量的燃油就消耗在了持續(xù)的車(chē)輛起步過(guò)程，而48V輕混系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)制動(dòng)能量回收，相關(guān)研究表明在NEDC工況下，通過(guò)制動(dòng)能量的回收和再利用最多能夠降低24%燃油消耗量，在實(shí)際使用中也可以實(shí)現(xiàn)10-15%的節(jié)油效果。

48V系統(tǒng)最重要的優(yōu)勢(shì)還是成本，我們以廣受歡迎的強(qiáng)混系統(tǒng)的代表豐田卡羅拉為例，雖然其有著出色的節(jié)油效果，但是其單套系統(tǒng)的成本在17000元左右，節(jié)油效果在15%-20%，相比之下48V輕混系統(tǒng)由于電池容量較小，系統(tǒng)復(fù)雜程度較低，因此單套系統(tǒng)的成本僅在5000元左右，節(jié)油效果在10-15%，因此48V輕混系統(tǒng)僅用強(qiáng)混系統(tǒng)30%左右的成本，就實(shí)現(xiàn)其70%左右的節(jié)油效果，出色的性?xún)r(jià)比使得采用48V輕混系統(tǒng)車(chē)輛具有不錯(cuò)的節(jié)油效果的同時(shí)價(jià)格也更為親民，更容易為廣大消費(fèi)者所接受。

48V系統(tǒng)憑借著高性?xún)r(jià)比和良好的節(jié)油效果，在排放法規(guī)日益嚴(yán)苛的當(dāng)下得到了廣泛的關(guān)注，但是將傳統(tǒng)的12V系統(tǒng)升級(jí)到48V系統(tǒng)需要解決諸多棘手的問(wèn)題。首先，為了降低車(chē)輛改造的成本，車(chē)燈、顯示屏和車(chē)載電腦等低功率負(fù)載仍將使用傳統(tǒng)的12V電壓，而48V電壓則主要負(fù)責(zé)動(dòng)力總成、空調(diào)和底盤(pán)等大功率負(fù)載，因此48V系統(tǒng)要同時(shí)提供12V和48V兩套供電系統(tǒng)，這兩套系統(tǒng)之間通過(guò)一個(gè)DC/DC轉(zhuǎn)換器進(jìn)行連接，如果發(fā)生接地失效，48V系統(tǒng)上的高壓電流會(huì)直接流入12V系統(tǒng)，從而對(duì)低壓線(xiàn)路上的元器件造成嚴(yán)重的傷害，因此完善電路設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)兩套電壓系統(tǒng)組件的分離是48V系統(tǒng)面臨的重要挑戰(zhàn)之一。

隨著電壓的升高，電磁兼容也是一項(xiàng)不得不考慮的問(wèn)題，48V系統(tǒng)的DC/DC轉(zhuǎn)換器和驅(qū)動(dòng)電機(jī)及其控制器產(chǎn)生的強(qiáng)電磁輻射可能會(huì)干擾車(chē)載設(shè)備間的CAN通信，進(jìn)而影響車(chē)輛的安全性，因此在48V系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中如何解決電磁兼容問(wèn)題是我們面臨的另外一項(xiàng)重大挑戰(zhàn)。

出于成本和體積等因素的考慮，48V系統(tǒng)的電池容量相對(duì)比較小，通常低于1kWh，因此在汽車(chē)起步和剎車(chē)制動(dòng)能量回收的過(guò)程中，作為48V系統(tǒng)核心的鋰離子電池通常需要在較高的倍率下進(jìn)行充放電，大電流充放電本身就會(huì)造成的電池壽命的加速衰降，同時(shí)大電流產(chǎn)生的高溫還會(huì)進(jìn)一步加劇鋰離子電池壽命的衰降。因此高性能鋰離子電池的設(shè)計(jì)和熱管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)成為了決定48V系統(tǒng)性能的核心挑戰(zhàn)之一。

48V系統(tǒng)對(duì)于成本的極致追求，也對(duì)企業(yè)的成本控制能力提出了非常高的要求，相關(guān)研究顯示到2020年48V系統(tǒng)的成本將下降到5000元以?xún)?nèi)，如何在保證高性能的同時(shí)實(shí)現(xiàn)低成本將是各大48V系統(tǒng)供應(yīng)商面臨的重要挑戰(zhàn)之一。

因此雖然48V系統(tǒng)有著巨大的市場(chǎng)需求量，但是其過(guò)高技術(shù)壁壘讓眾多企業(yè)望而卻步，大部分企業(yè)難以在性能和成本之間得到完美的平衡，只有極少數(shù)的企業(yè)憑借著深厚的技術(shù)積累和強(qiáng)大的成本管控能力在這一領(lǐng)域取得了令人矚目的成績(jī)。這其中要以A123公司的48V系統(tǒng)最具有代表性，萬(wàn)向早在1999年就宣布進(jìn)入新能源汽車(chē)行業(yè)，2002年萬(wàn)向電動(dòng)汽車(chē)有限公司成立，2014年萬(wàn)向以1.5億美元的價(jià)格收購(gòu)了由先后出任寶馬、福特設(shè)計(jì)中心總裁的亨德里克·菲斯克一手創(chuàng)辦的菲斯克汽車(chē)公司，進(jìn)軍新能源汽車(chē)領(lǐng)域，萬(wàn)向最重要的一筆收購(gòu)是2012年對(duì)于美國(guó)A123公司的收購(gòu)，借此萬(wàn)向不但掌握了動(dòng)力電池的生產(chǎn)技術(shù)，還獲得了A123的核心技術(shù)——“超級(jí)磷酸鐵鋰”，憑借著超級(jí)磷酸鐵鋰材料方面的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，萬(wàn)向成功研制了超高功率鋰離子電池，其功率密度達(dá)到了驚人的5900W/kg，工作溫度范圍涵蓋了-30-65℃，滿(mǎn)足多工況復(fù)雜條件下的使用需求，為高性能48V輕混系統(tǒng)的研制奠定了良好的基礎(chǔ)。

在新能源汽車(chē)領(lǐng)域20載默默耕耘，厚積薄發(fā)的萬(wàn)向終于迎來(lái)了爆發(fā)的一天，2017年2月萬(wàn)向公司宣布獲得了上汽通用260萬(wàn)套48V超級(jí)納米磷酸鐵鋰輕混系統(tǒng)訂單，訂單總額超10億美元，一舉確立了萬(wàn)向公司在48V系統(tǒng)領(lǐng)域的龍頭地位。

2018年3月，萬(wàn)向A123高功率型48V輕混系統(tǒng)入選工信部新一批技術(shù)改造升級(jí)名單，得到國(guó)家的正式認(rèn)可。意氣風(fēng)發(fā)的萬(wàn)向集團(tuán)積極擁抱市場(chǎng)，其與吉利合作開(kāi)發(fā)的高性能48V輕混系統(tǒng)已經(jīng)應(yīng)用于博瑞GE MHEV車(chē)型，在萬(wàn)向先進(jìn)技術(shù)的加持下其節(jié)油效果（節(jié)油15%）和動(dòng)力體驗(yàn)都達(dá)到了一流水平，成為48V輕混系統(tǒng)的行業(yè)標(biāo)桿。

在今年的成都車(chē)展上，搭載A123研發(fā)的48V輕混系統(tǒng)的捷豹路虎攬勝極光運(yùn)動(dòng)版驚艷亮相，在A123的48V系統(tǒng)加持下不但實(shí)現(xiàn)了15%的節(jié)油效率，還將發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料效率提升了20%，在節(jié)油的同時(shí)也帶來(lái)了一流的駕駛體驗(yàn)。實(shí)際上不僅僅吉利、捷豹路虎和上汽通用、江淮等車(chē)企選擇與萬(wàn)向緊密合作，目前國(guó)內(nèi)上市的幾款搭載48V系統(tǒng)的車(chē)型，采用的幾乎都是萬(wàn)向的技術(shù)。

萬(wàn)向在動(dòng)力電池領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢(shì)不僅得到了廣大乘用車(chē)企業(yè)的認(rèn)可，還獲得了像Karma這樣的世界超級(jí)轎跑品牌的垂青，在今年的成都車(chē)展上Karma帶來(lái)的兩款超級(jí)跑車(chē)2020 Karma Revero GT和Karma GT designed by Pininfarina均搭載了來(lái)自A123的動(dòng)力電池。而A123作為這家世界超級(jí)轎跑品牌的核心供應(yīng)商，攜手客戶(hù)，聯(lián)袂亮相豪車(chē)館。

據(jù)悉，搭載在Karma這兩款超級(jí)跑車(chē)上的該款電芯已經(jīng)累計(jì)配套了近十萬(wàn)臺(tái)車(chē)輛，部分車(chē)輛更是累計(jì)行駛15萬(wàn)公里，無(wú)一例安全事故。高品質(zhì)得益于萬(wàn)向的堅(jiān)守，長(zhǎng)期以來(lái)萬(wàn)向在GBT各項(xiàng)測(cè)試外，堅(jiān)持進(jìn)行嚴(yán)苛的針刺測(cè)試，確保電芯在極端情況下的安全性。萬(wàn)向的堅(jiān)守也為萬(wàn)向在廣大用戶(hù)中樹(shù)立了良好的口碑，如今萬(wàn)向已經(jīng)成為高品質(zhì)動(dòng)力電池的代名詞。

萬(wàn)向于1999年開(kāi)始布局清潔能源，累計(jì)投入近百億元，潛心鉆研，扎實(shí)積累，在自主研發(fā)的同時(shí)，萬(wàn)向還積極尋求與國(guó)際先進(jìn)技術(shù)和領(lǐng)先企業(yè)的合作，用全球資源參與全球競(jìng)爭(zhēng)，打造有全球影響力的品牌。萬(wàn)向清潔能源正在形成自己的協(xié)同優(yōu)勢(shì)，接下來(lái)將陸續(xù)投入超過(guò)2000億元，建一座10平方公里的“萬(wàn)向創(chuàng)新聚能城”，包括新能源汽車(chē)零部件、新能源汽車(chē)電池、純電動(dòng)客車(chē)、新能源乘用車(chē)四大產(chǎn)業(yè)板塊，圍繞清潔能源產(chǎn)業(yè)，基于未來(lái)科技應(yīng)用，將成為開(kāi)放、分享的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)平臺(tái)。

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1. 48V微混系統(tǒng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力研究，《時(shí)代汽車(chē)》37-39，肖凱 龐有俊 孟健。

2. 汽車(chē)48V系統(tǒng)的節(jié)能效果、應(yīng)用成本與實(shí)施策略，《汽車(chē)技術(shù)》2018（7）:5-11，史天澤 趙福全 郝瀚 劉宗巍

3. Progress and recent trends in 48 V hybridisation and e-boosting technology on passenger vehicles–a review, J Automobile Engineering, 1–19, Bo Hu, Chunlin Chen, Zhangsong Zhan, Xueying Su, Tiegang Hu, Guangyong Zheng and Zhiyong Yang

4. Aging characterization and modeling of nickel-manganese-cobalt lithium-ion batteries for 48V mild hybrid electric vehicle applications, Journal of Energy Storage 21 (2019) 519–527, Zifan Liu, Andrej Ivanco, Simona Onori

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