汽車電氣系統(tǒng)簡史

2018年，汽車引入蓄電池的第100個年頭，剛剛?cè)肴A的第四代奧迪A8L為我們帶來了簡約但不簡單的48V電氣系統(tǒng)（當然，2018款S級更早）。

回顧蓄電池的使用歷史，6V電壓統(tǒng)治了30多年，直至上世紀50年代汽車的用電設備開始增加，12V取代了6V，并且一直沿用至今，統(tǒng)治期超過60年。

其實，早在20世紀80年代，SAE就倡議將乘用車標準電氣電壓提升至42V，但最終計劃擱淺。

現(xiàn)階段汽車電氣系統(tǒng)的用電功率增加至5kW以上，豪華車甚至去到7.5kW以上，可調(diào)懸架、電動助力、多區(qū)自動空調(diào)、巡航系統(tǒng)、線控制動/轉(zhuǎn)向、座椅按摩加熱、GPS定位等等，這些設備都需要更大的耗電量，因此需要提高電系的電壓從而增大功率的輸出。

如今，在混動節(jié)能的當代劇本下，各大廠商也意識到了電氣系統(tǒng)升壓的必要性。2011年由德國三巨頭（寶馬戴姆勒大眾集團）聯(lián)合推出的48V系統(tǒng)，不僅能滿足車載電氣的負載需求，還能滿足未來20年甚至更長時間內(nèi)，汽車產(chǎn)品對混合動力系統(tǒng)的兼容性需求，可謂連接未來的“橋梁”。

12V電氣系統(tǒng)并不會一下子轉(zhuǎn)變?yōu)?8V，涉及到生產(chǎn)線以及配套的轉(zhuǎn)換，整體成本與風險都比較大。未來一段時間內(nèi)，汽車將以“12V+48V”雙電壓系統(tǒng)形式存在。

雙電壓電氣系統(tǒng)將會按照電器設備和電子裝置消耗的功率分組：

1、其中，如空調(diào)、一體式發(fā)電機/電機、加熱系統(tǒng)、電動渦輪增壓器、電控懸架、電磁閥等大功率用電設備采用48V供電，可大大降低負載電流，減少體積，利于電子元件小型化、便于提高集成度；

2、消耗功率較小的一組，如照明系統(tǒng)、信號系統(tǒng)、儀表中控臺、電窗門鎖以及發(fā)動機噴油點火系統(tǒng)，則采用12V供電，可充分利用現(xiàn)有的制造工藝和技術(shù)，降低成本平緩過渡。

第四代A8L雙電壓系統(tǒng)的節(jié)油效果

作為先行者之一，奧迪在第四代A8L之上使用了48V電氣系統(tǒng)，并保留了12V電氣系統(tǒng)。

奧迪這套48V電氣系統(tǒng)使用了BSG啟動/發(fā)電一體機（Belt-DrivenStarterGenerator），但由于BSG電機裝在曲軸后端（飛輪的另一側(cè)），它并不能用于驅(qū)動車輛（無法純電動），屬于最低端的“輕混動系統(tǒng)”，同時也是結(jié)構(gòu)最簡單、實現(xiàn)最容易、成本最經(jīng)濟的節(jié)油解決方案。

由于BSG的加持，第四代A8L擁有了以下幾項特性，并因此削減了0.7L/100km的油耗：

1、此前由發(fā)動機驅(qū)動的高負載部件如今可由48V系統(tǒng)驅(qū)動，如空調(diào)壓縮機、冷卻水泵、真空泵等部件；而燈光、音響等低負荷部件則由12V系統(tǒng)（更穩(wěn)定的鉛蓄電池）驅(qū)動；

2、汽車在遇紅燈時無需怠速，并可隨時順滑啟動，48VBSG電機讓點火時間更短，噪音更低，振動更少；

3、低于60V安全電壓，不需要采取額外的電壓防護，且成本相對高壓混動系統(tǒng)會低廉非常多；

4、能源再生，重力勢能與動能可被BSG逆轉(zhuǎn)為電能，儲藏在48V電氣系統(tǒng)的鋰電池中；

5、在長下坡路況中，轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)電機角色的電機在收集能量的同時，也在實施非接觸式制動（電磁場的阻力），進一步提升舒適度和安全性。

可見，第四代A8L的BSG并非什么黑科技，你大可將其看作發(fā)動機自啟停系統(tǒng)的魔改升級版。話又說回來，自啟停系統(tǒng)本來就不是什么好東西，它只不過是車企為了應付日益苛刻的排放法規(guī)和燃耗要求做的一份應試作業(yè)，對于日常使用體驗毫無增益可言，“空調(diào)關了、起步慢了、發(fā)動機壽命下降了”等等副作用倒是可以用過“自啟停關閉按鈕”一鍵屏蔽。

至于第四代A8L的48VBSG，48VBSG啟動比12V更順滑，且可以帶來5%左右的駕駛循環(huán)油耗改善，成本僅需大約600元人民幣/1%，比日系輕混/作弊軟件都來得實惠……

48V電氣系統(tǒng)戲路頗廣

48V電氣系統(tǒng)的可行性自于電池技術(shù)的突破，鋰電池在尺寸、重量、充放電速度等方面的優(yōu)勢都是鉛酸蓄電池所不具備的，但鋰電池的低穩(wěn)定性和低溫衰減也是暫時無法解決的問題。

除了啟停系統(tǒng)的性能增益，48V電氣系統(tǒng)還能為奧迪的一批神器提供后援服務：

1、前后空氣彈簧：這項高成本技術(shù)早已家喻戶曉，結(jié)構(gòu)沒多復雜，空氣彈簧本體、空氣壓縮機、蓄壓器、控制單元、空氣管道、減振器等等原件就構(gòu)成了；原理也很簡單，要升高，多充氣，空氣柱行程增長；要降低，少充氣，空氣柱行程縮短；要調(diào)硬朗/軟糯，空氣壓力與減振器調(diào)校都會涉及。48V系統(tǒng)加入之后，空氣壓縮機的功率可以加大，空懸系統(tǒng)的反應速度得以提升。

2、主動懸架系統(tǒng)：核心便是前后軸上的電子防傾桿。新A8L的每一根電子防傾桿都由左右兩個電機組成，既可以輸出扭矩，也可以回收能力，甚至把路面顛簸的能量都能撈回來收到48V電氣系統(tǒng)的鋰電池包里頭，真是算死草……

3、后輪轉(zhuǎn)向技術(shù)：這款玩意也不算新鮮，低速靈敏，高速穩(wěn)健。雖然奧迪暫未公布后輪轉(zhuǎn)向是否由48V電氣系統(tǒng)供電，但使用48V的可能性也并不小，畢竟優(yōu)勢在。

4、滑行狀態(tài)：剛剛已提到過的能量回收，其實同時進行的還有空擋滑行。第四代A8L通過傳感器收集信息，并在前方路況空閑時關閉發(fā)動機進入滑行狀態(tài)，在30-160km/h的速度區(qū)間內(nèi)進行最長45s的滑行。請注意，滑行極速是160km/h……48V電氣系統(tǒng)能有效保持轉(zhuǎn)向助力等電氣系統(tǒng)的持續(xù)運作。至于非e-tron版本使用真空泵實現(xiàn)制動助力，在滑行狀態(tài)下如何保證及時和足量的制動力，筆者也想請教一下……

5、電子增壓器：奧迪已經(jīng)在逐步推進電子增壓器，48V電氣系統(tǒng)能為發(fā)動機的電子增壓渦輪提供更穩(wěn)健的能量來源。

編者結(jié)語

降低0.7L/100km油耗并不會驚天地泣鬼神，為空氣彈簧、電子防傾桿等部件提供4倍電壓也不是黑科技的一部分。48V電氣系統(tǒng)并未為汽車工業(yè)帶來質(zhì)變，但卻是一種良性量變，因為在“12V+48V”雙電壓系統(tǒng)形式的過度歷程中，汽車生產(chǎn)企業(yè)與汽車使用者都找到了成本不高、影響最小的解決方案。

本文摘自：易車網(wǎng)