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庖丁解车｜崭露头角
汽车族
05-16
近两年48V轻混技术
在汽车应用上逐渐多起来，
大有风生水起的意味，
曾经名不见经传的48V轻混技术
到底是何方神圣？有什么本事？
在未来车市中表现如何？
撰文·王勇 版式·马宁
要说清楚48V轻混技术，还得从车载蓄电池说起。最早的汽车是没有电池的，那时的汽车照明还是用煤油灯。大约是在1918年前后，蓄电池才开始搭载在汽车上，最初的汽车电气系统是6V的，随着汽车的不断发展进化，车上加载的电子设备越来越多，车载电池除了要给照明设备供电，还要为车上的娱乐设备供电，6V电气系统的功率明显无法满足庞大的需求，于是在上世纪50年代工程师们将汽车的6V电气系统升级为12V，并一直沿用至今。
随着移动互联技术的出现，车载电器占用的电力资源逐年增加，尤其是启停技术的普及，12V电气系统在功率上已经到达了极限。而从上世纪90年代起，欧洲开始实施严格的汽车废气排放标准，从1992年的欧1标准到2013年开始执行的欧6标准，越来越严。为了降低油耗，欧洲人玩起了小排量涡轮增压，同时也开始琢磨绕开日本技术壁垒的其他混动技术。2011年，德国五大汽车企业奔驰、奥迪、宝马、保时捷和大众联合发布了48V电气系统，此标准下的48V轻混系统从此开始闯荡汽车江湖。而在国内，工信部颁布的汽车企业“双积分”政策也把48V轻混系统推上了市场前沿，2019年是国内48V轻混的元年，除合资高端和进口豪华车型外，10余万元左右自主品牌车型也开始搭载48V轻混系统，48V的春天真的来了么？
在解读48V轻混系统前，我们先要说明一下Mild Hybrid（MHEV）的概念，字面上直译就是轻混或弱混，是相对于丰田普锐斯那样的混合动力而言的。48V轻混系统就属于Mild Hybrid，其电池容量较小，电机功率也不高（通常在十几千瓦），可以让汽车在某些工况下关闭发动机（比如滑行、制动、停车的状态），也可以利用制动进行能量回收。
48V轻混系统由整车控制器、电机、48V电池组和电压控制器（DC-DC转换器）等零部件组成，主要供应商有博世、大陆和法雷奥等，他们已经完成了第一代48V轻混系统零部件的量产，并搭载在不同车企的产品上。第一代48V轻混技术不算复杂，是在原12V系统基础上添加了一套48V系统，可在汽油车的基础上升级，不需要对车辆结构做重大改变，电机一般是通过皮带和发动机相连，节油效果大约为10%左右，搭载初代产品单车成本增加约5000元，得到了一些汽车厂商的青睐。
目前48V轻混技术正处在第一代技术转向第二代技术的过渡期，各大供应商对第二代产品的升级不尽相同，技术手段也各具特色，第二代产品可节油15%-20%，从2020年开始将陆续投放市场。对于汽车技术发展而言，48V轻混技术带来的变化是多方面的，除了前面提到的助力发动机（尤其是起步阶段，让动力更加平顺及时）、能量回收、车辆滑行，还可以降低发动机启停时的振动、甚至为电子涡轮增压器、电动冷却水泵、甚至车载空调提供电力，从而大大地减轻了发动机的负担，达到节能减排的目的。下面，我们分别梳理一下各大供应商的48V轻混技术以及相关车企的具体应用。
博世 BOSCH
博世是最早开发48V电气系统的汽车供应商之一，目前阶段最主要的产品是面向第二代技术的48V混合动力电池，这款锂电池可以安装于众多车型，其最大的优势是采用更先进的设计理念：新电池不需要冷却系统，用外壳由塑料而不是金属制成，这些都有助于进一步降低生产成本。其中塑料外壳是最大的突破，众所周知，在使用过程中锂电会膨胀，电池外壳必须承受一定的压力，博世的工程师顺利地解决了这项难题。考虑到市场对轻混技术的巨大需求，博世公司还将提供48V电池以外的其他轻混动力部件。博世预计到，2025年，约有1500万辆汽车搭载48V轻混系统。
梅赛德斯-奔驰在48V轻混系统方面也做了不少实践，包括和博世的技术合作，目前已经用在了奔驰C级、S级等多款车型上，而且不同车型采用的48V轻混技术不尽相同。比如，国产的奔驰C260和C260L采用的是第一代技术，其电机是通过皮带与发动机直接相连的；而最新2018款的奔驰S则升级了48V轻混技术，其电机安置在发动机和变速器之间，不需要皮带传动，效率更高、输出功率也更大。这些48V轻混技术为奔驰车型带来了“行驶静、启动加速顺、油耗省”的好评。
大陆集团 Continental
大陆集团从2017年开始在纽伦堡工厂生产其第一代48V轻混系统，最能代表奥迪未来发展方向的车型A8搭载的就是大陆集团48V轻混，后来是A7和Q7，还有与我们关系最密切的国产A6L，其3.0T V6车型上也搭载了这套48V轻混系统。事实上，大陆集团的轻混系统采用模块化概念，可根据不同汽车制造商的需求进行调整，除了奥迪车型外，雷诺风景、Jeep牧马人、2019款的Ram 1500皮卡等诸多车型也搭载了这套轻混系统。
奥迪A6L 48V轻混系统（MHEV）的核心是通过皮带与发动机连接的电机（BAS）。在减速过程中，BAS可以进行能量回收，并将电能存储在汽车后部单独的锂离子电池中；在怠速状态下，大容量的电池会给车载电器更长的供电时间；在遇到红灯时，车辆在22公里/小时的速度下就会关闭发动机，比传统的启停系统要早得多；在55-160公里/小时的巡航状态下，奥迪A6L还可在发动机关闭的情况下滑行40秒。根据奥迪的数据，这套轻混系统每100公里可减少0.7升的燃油消耗。
在2019法兰克福车展上，大陆集团高调展示了其最新的48V轻混解决方案，最大的突破是可以纯电驱动，电机的输出功率高达30千瓦，车辆在80-90公里/小时的速度以内可以靠电力驱动。以往，如果要让混动汽车只靠电力行驶，驱动系统的电力部分通常会采用高达800V的高压技术，车辆需要额外的安全保护措施，既增加了系统的复杂性，也增加了成本。而大陆集团工程师的这套“48V高功率系统”成功地解决了这个难题，其特点是将电机安置在发动机和变速器之间，采用水冷电机技术，体积增加不多，重量基本没有变，而功率却提高了一倍，实现了过去强混车型才有的功能。大陆集团还计划把这套48V轻混技术推广到插电混合动力车型上。
法雷奥 Valeo
法雷奥是48V轻混系统领域中的激进者，他们不仅将第一代48轻混技术投入实用，并且从48V电气系统的大概念出发，将48V变成一个“技术平台”，不仅有轻混，还计划将48V系统应用到插电、甚至纯电动车型上，这些想法的步子的确很大。截止2019年底，法雷奥48V电气系统和轻混系统的订单总额达到75亿欧元。法雷奥也是率先在国内量产48V轻混系统零部件的供应商之一，他们的相关产品被用到了多款车型上，包括吉利博瑞GE、嘉际、星越和刚刚上市的网红车型吉利ICON。
以新上市的吉利ICON为例，其动力系统为1.5T涡轮增压+7挡双离合+48V轻混系统，整车综合最大功率达140千瓦，综合最大扭矩300牛米，5.7升/百公里的超低油耗，0-100公里/小时加速仅需7.9秒。该轻混系统是P0结构，由法雷奥的iBSG电机、万向的A123磷酸铁锂电池及DC/DC转换装置组成。全新一代路虎揽胜极光搭载的“MHEV轻度混合动力系统”也是48V轻混系统，这套系统是由万向集团下的A123系统公司提供的，电机也应该是法雷奥的。
在2020CES电子消费展上，法雷奥拿出了48V电气系统的纯电动车样车，这是一套与现有电动车不同的低压电动解决方案，低压电动车的车速最高100公里/小时、纯电续航可达150公里，且比现有的高压电动车更具有价格优势，这套48V电动车解决方案很适合城市出行。法雷奥还和国内的美团共同推出了基于此动力技术的 eDeliver4U概念车。
目前，合资品牌和自主品牌都加快了电动化的步伐，与一步到位的纯电动车型相比，48V轻混系统或许只是一个过渡方案；但对于一般消费者而言，选择48V轻混技术车型，不但可兼顾燃油经济性和性价比，还可提升车辆的驾驶感受、享受市场充分竞争的红利，何乐不为。针对各大汽车公司提出的终止纯燃油车生产的时间表，48V轻混技术也是一个不错的解决方案，毕竟传统车企不需要对现有生产体系和配套资源大动干戈，这种渐变过程是大家都需要的。所以，有业内人士预测：未来几年将是混动技术（包括48V轻混）普及的黄金期，我们对48V轻混发展保持乐观，并期待能推广到更多的车型上。
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