【導讀】目前國內汽車行業對於整車低壓48V電源係統有很大的熱情
， 48V並不是一個全新的技術
，在過去幾年無論是燃油車還是新能源車都有使用48V作為輔助電源，以下我們對整車12V及48V電源係統做一個簡單的介紹。

48V電源係統介紹

目前國內汽車行業對於整車低壓48V電源係統有很大的熱情， 48V並不是一個全新的技術，在過去幾年無論是燃油車還是新能源車都有使用48V作為輔助電源
，以下我們對整車12V及48V電源係統做一個簡單的介紹。

傳統燃油車以12V作為主要的低壓電源係統，為了降低碳排放，在原來12V係統上增加了一套48V電源係統驅動電機，提供輔助的動力輸出，就是我們的輕混車係統，但是這套係統增加了一定的成本。

純電車也以12V作為主要的電源係統，但是隨著整車功能越來越豐富，有些純電車增加了一套單獨的48V電源係統，給一些大功率的負載（例如電子防傾杆，主動懸架等）提供電能。這些功能大大提升了終端用戶的使用體驗
，但是同樣帶來了整車係統成本的上升。

隨著整車功能越來越複雜，電壓係統的功率需求越來越大，為了降低大功率低壓係統的成本，一些主機廠提出了整車低壓係統從12V升級到48V。但是目前由於48V的供應鏈還沒有完全成熟，不得不保留一部分的12V係統
，當前國內主機廠主要研究的是12V和48V混合的電源架構。

48V收益分析

48V電源係統相比於12V係統電壓上升了4倍

，根據簡單的P=UI公式
，對於相同功率的應用電流將變為原來的1/4。整zheng車che工gong作zuo電dian流liu的de降jiang低di為wei整zheng車che帶dai來lai很hen多duo收shou益yi
，以yi下xia內nei容rong將jiang從cong電dian流liu減jian小xiao後hou帶dai來lai的de收shou益yi進jin行xing討tao論lun。整zheng車che成cheng本ben的de變bian化hua是shi一yi個ge係xi統tong性xing的de話hua題ti
，本ben文wen隻zhi是shi從cong48V係統產生的收益方麵進行分析，整車采用48V後還存在很多挑戰，並不能從本文評估出48V係統的整車成本的變化。

降低線束成本

整車的線束線徑是根據其通過的電流來決定的
，電流越大需要使用越粗的線束。以1kW應用為例進行分析
，12V係統線束上會流過83.3A的電流，需要大約10mm2的線束；48V係統線束上流過20.8A的電流即可，對應需要大約1.5mm2的線束。因為使用了更細的線束
，線束成本將會大大減少。我們以銅價來簡單估算一下10米線束的成本變化：

• 10mm2的線束中銅的重量按照89.6g/m來估算
  ，那麼10米線束中銅的重量為896g，

• 1.5mm2的線束中銅的重量按照13.44g/m來估算，那麼10米線束中銅的重量為134g。

  
  

按照0.075元/克銅價估計，48V相對於12V來說10米線束將節省85%（57.15元）的成本。

如果考慮整車最小線徑的限製
，通過計算整車不同功率的線束長度，即可估算出整車改為48V後所有線束節省的成本。

48V係統可以降低整車功率損耗也主要是因為電流的明顯減少。還是以1kW應用為例，對10米線束上的功率損耗進行分析：

• 10mm2線束的線阻為1.82mΩ/m，流過83.3A電流，10米線束產生的功率損耗達到126W；

• 1.5mm2線束的線阻為12.7mΩ/m
  ，流過20.8A電流
  ，10米線束產生的功率損耗達到55W
  ；

1kW應用的10米線束
，線上的功率損耗可以降低56%（減少71W）
，對應的動力電池可以減少1.73度。如果48V使(shi)用(yong)更(geng)粗(cu)的(de)線(xian)束(shu)
，雖(sui)然(ran)會(hui)增(zeng)加(jia)一(yi)些(xie)線(xian)束(shu)成(cheng)本(ben)，但(dan)是(shi)可(ke)以(yi)增(zeng)加(jia)續(xu)航(hang)裏(li)程(cheng)或(huo)者(zhe)減(jian)少(shao)動(dong)力(li)電(dian)池(chi)成(cheng)本(ben)。具(ju)體(ti)如(ru)何(he)平(ping)衡(heng)線(xian)束(shu)成(cheng)本(ben)和(he)功(gong)率(lv)損(sun)耗(hao)，需(xu)要(yao)做(zuo)更(geng)詳(xiang)細(xi)的(de)數(shu)據(ju)評(ping)估(gu)。

除了減少線束上的功率損耗，整車所有用電設備的功率損耗都會隨著電流的減小而有明顯的降低（P=I2R）
，包括MOSFET
，DCDC，高邊開關等等。

更靈活的功率器件選擇

從12V係統改為48V係統
，所有和48Vxiangguandebandaotiqijiannaiyadouyaozengjia，bandaotiqijiandeshejihezhizaogongyidouyaoshengji，wuyihuidailaiyibufendechengbenshangsheng。danshiduiyutongguojiaodadianliudegonglvqijian（75W以上），相同功率條件下根據P=I2R，電流減小為原來1/4，那麼可以選擇原來16倍Rdson的半導體器件。

還是以1kW應用舉例，假如12V應用中選擇Rdson低於0.15mΩ的MOSFET，那麼48V同功率應用可以選擇Rdson低於2.4mΩ的MOSFET。功率器件的選擇更多，對於更大功率的應用也不需要MOSFET並聯

，簡化了係統的設計複雜度。如果48V係統設計中選擇更低Rdson的功率器件來減少半導體器件上的功率損耗，不僅可以增加續航裏程還可以減少熱設計的複雜度。

由前麵線束的分析可以看出，48V電源係統可以使用更細的線束
，意味著整車線束質量會有比較明顯的降低。1kW應用的10米線束，銅線的重量從896g降低為134g，重量減輕了85%。

更低成本的大功率功能開發

汽車的功能越來越多
，有些新功能的功率需求很大。對於大於1kWdeyingyong
，xuyaoteshudexianshu
，jiechajianhesanresheji，shenzhigengdadegonglvgenbenwufashixian。zhiyoutigaoxitongdianya
，caikeyizhichigengduodegongneng
，tongshidadajiangdidagonglvxitongdechengben。suizheqichepinpaixiangshangdexuqiu，weilaizhengchehuixuyaogengdadegonglvlaizengjiachelianggongneng
，tishengpinpaixingxiang。

英飛淩的48V半導體產品

英飛淩針對48V的應用不僅在汽車行業，還在服務器和通信電源領域擁有多年的客戶應用經驗，同時積累了豐富的48V半導體器件。隨著整車功能的增加尤其是線控底盤等技術的發展
，低壓係統的輸出功率要求越來越大，48V電源係統將會成為未來重要的技術方向之一。英飛淩作為汽車行業領先的半導體廠商，不僅可以為48V應用提供電源芯片，高邊開關，Gate Driver，橋驅芯片和MOSFET等半導體器件
，還可以為客戶提供48V智能配電

，HV-48V DCDC，48V-12V DCDC
，48V線控底盤控製器，48V熱管理控製器等係統級的解決方案和技術支持。英飛淩現有的48V半導體器件和Demo板可以滿足目前大部分的48V應用需求，並且可以支持OEM和Tier1做快速評估。

但未來的48V依然麵臨許多技術挑戰：48V電壓標準不完善限製了新的48V半導體器件的開發，尤其耐壓的標準對半導體器件影響很大，原有小功率執行器（水泵等）采用LIN通訊在48V平台上急需低成本平替方案
，48V的爬電距離不僅會影響PCB板的設計還會影響到半導體器件的封裝。從整車角度48V的電弧的檢測和抑製更加重要，同時12V和48V混合電源係統，任意一個單點失效不能使48V和12V短路

，整車接地和走線也會變得更加複雜。未來英飛淩會針對這些挑戰開發更多的48V半導體器件，推動48V技術的發展。

（本文作者：Jaylen Fu
，Andre Mourrier；文章來源：英飛淩汽車電子生態圈）

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