经德尔福测算，48V轻混系统能够以30%的成本达成纯电动汽车二氧化碳减排目标的70%。

 

德尔福认为48V轻型混合动力系统可以显著降低二氧化碳的排放量，造福未来的汽车行业。在2015年法兰克福车展上，德尔福全球先进电气与电子架构总监Christian Schäfer告诉《汽车工程杂志》，现在的许多技术驱动力都是在最近15年出现的。

 

“最主要的动力来自欧盟的规定，欧盟各国必须在2021年前让平均车队二氧化碳排放量降至95 g/km，”他表示。“我们的想法是，既然我们已经有一种轻混系统，那么就不必在所有车辆上安装高压电机了，因为这种方案造价太高。我们可以在较低的车型级别里使用48V系统，甚至是C级车。如果车辆没有后驱装置，那么我们可以用一种皮带驱动的启动器/交流发电机作为电机增压设备，也就是说，用交流发电机来提高内燃机的功率。”

 

德尔福认为，汽车启动后的最初100 米（328英尺）内可以用电力驱动。

 

Schäfer强调，再生制动技术将成为降低二氧化碳排放的主要方式。

 

 “从我们的经验以及和欧洲各OEM的讨论结果来看，目前标称功率在10-12 kW之间的测试车队在搭载了48V交流发电机之后，二氧化碳排放量下降了7-10%。下一代驱动系统的输出功率将上升至20 kW，我们预测二氧化碳可以减少15%。”

 

德尔福认为，除了可以降低二氧化碳排放之外，将低压转换成高压还有别的好处。某些系统（如动态底盘控制）带来的车辆功率负载更高。“电流峰值将会很高，因此不能使用12V系统，” Schäfer表示。

 

此外，Schäfer表示，许多OEM的目标是取消发动机中的所有皮带驱动附件，但交流发电机除外。这意味着HVAC压缩器、动力转向泵和冷却剂泵等系统都将由这个48V系统来驱动。

48V系统可将皮带驱动的附件精简至一台启动器/交流发电机，并为自动驾驶汽车提供失效保护系统的供电。

 

 “有皮带，就意味着将会产生很多摩擦，比如在高速公路上，动力转向泵是处于最高速度的，但其实并不需要这么高，” Schäfer表示。因此可以将动力转向泵做成一种“按需提供速度的”电力驱动系统。“这是另一种可以降低少量CO2排放的方法。”

 

对那些无法满足2021年欧盟CO2排放标准的汽车制造商而言，在安装了一个48V系统后，至少可以将排放水平降至处罚线之下。德尔福在和多家OEM的讨论中发现，20-70%的混合动力车都将配置一个48V的轻型混合动力系统。德尔福认为，纯电动汽车的销量增长情况并没有达到2009年和2010年时人们做出的预期，这种情况就是其原因之一。“你现在可以用30%左右的成本实现60-70%的目标，” Schäfer说。

 

现在德尔福正在研发48V系统所需的电气部件，其中包括一个3kW的DC/DC48-12 V转换器。

 

 “最重要的是，这是一个双向装置。交流发电机所在的48V端在产生了3kW的功率后，将其传向12V端，为电池、乘员舒适性功能、照明系统和传统设备等供电，” Schäfer解释道，“但是为了让一辆12V的车升至48V，我们也配备了一个增压模式，将1kW标称功率从12V转换至48V。” 德尔福的这一设备将推出气冷和液冷两种选项。

 

该设施的其他部件还包括符合最高防水标准与抗震标准的48V 电气连接器。此外，德尔福还计划为48V系统设计一个警示色码，用以提醒用户这不是一个12V系统。目前认为48V应该标成蓝色。

 

德尔福预计在2016年开始生产48V电气分配器，输出电流为40安培。另外公司还在研发一款采用一种名为MOSFET的半导体熔线的智能48V分配器，预计于2017年投产。

 

 “智能熔断是能够检测48V电板和12V电板上所有故障模式的唯一方法，” Schäfer称。它采用的原理是电弧检测，因为传统电气熔断丝太危险了。

 

德尔福使用一种算法来检测电弧。“我们必须区分‘好的电弧’和‘坏的电弧’”，Schäfer说，“好的电弧是继电器电弧。如果继电器处于断开状态，那么会电弧将一直保持着2毫秒。如果时间超过10毫秒，那我们就会关闭开关，但只关掉特定线路而非整个48V分配器。”

 

12-48V变电系统也会为未来的自动驾驶系统提供一定程度的电力冗余，以便配备失效保护系统。

 

作者：John Kendall

来源：SAE《汽车工程杂志》

翻译：SAE 上海办公室