浅谈48V轻混系统及其前景展望

李勇

摘要：近年来，48V轻混技术在很多品牌的家用汽车上得到了应用，一方面有人认为这将在未来成为主流的汽车动力模式之一，另一方面也有很多人认为它是所谓的“假混动”。本文将探讨48V轻混技术的应用背景、技术原理，并分析它的优缺点以及未来的前景展望。以供各位读者参考。

Abstract： In recent years， 48V mild hybrid technology has been used in many private cars. On the one hand， some people think it will become one of the mainstream vehicle power  in the future， on the other hand， many people think it is the so-called "fake hybrid". This paper will discuss the application background and technical principle of 48V mild hybrid technology， and analyze its advantages， disadvantages and future prospects. For your reference.

关键词：混合动力;新能源;48V轻混

Key words： hybrid power;new energy;48V mild hybrid

中图分类号：U472.9                                     文献标识码：A                                  文章编号：1674-957X（2021）21-0182-02

0  引言

进入新世纪以来，实用化混合动力汽车（Hybrid Vehicle）早已成为千家万户的选择。早在2005年混动汽车就已经在国内上市，自此开始，采用高电压电机的混合动力系统一直是中国市场混合动力汽车的主流，但是近年来，越来越多的厂商开始给汽车加装48V轻混系统，这是一套和之前的混动系统有不少差别的动力模式，那么48V轻混是否成为混动汽车的另一大流派本文将对此进行分析。

1  48V轻混系统运用的时代背景

在探讨48V轻混系统的特点之前，有必要指出的是：目前汽车行业内并不存在全球统一的分类标准，我们只是习惯性的将48V混合动力系统称为“轻混”（Mild Hybrid），相应的，绝大多数从业者习惯把丰田的THS、本田的iMMD等混合动力技术称为“强混”（Strong Hybrid），甚至还干脆把自动启停这样的使用12V等低电压、不涉及驱动的技术称为“微混”（Micro Hybrid）。48V轻混系统在当下其实并不算什么高新科技：远在2011年，奥迪、宝马、奔驰、大众和保时捷就联合启动了48V轻混系统的研发和标准的制定。但是当时这套模式未能获得推广，一来是因为当时汽车排放法规尚未达到极为严苛的程度，二来则是当时强混技术更受青睐。但在当下，由于排放法规日趋严格，48V轻混技术就成了很多厂商的选择。业内曾经预计：“到2025年，全球售出的每10辆车中就将有一辆是48V轻度混合动力汽车。”[1]

而在我国，2019年正式实施国家第六阶段机动车污染物排放标准，即“国六”排放标准以及2018年开始实施的企业平均燃油消耗量积分（CAFC）和新能源车积分（NEV）的“双积分”政策。前者将进一步导致传统燃油车发动机的排量、功率等数据遭到压缩，而后者将促使各大厂商增加各种类型的新能源汽车的产能。在这种情况下，那些缺乏诸如丰田和本田的成熟混动技术的厂商就需要动动脑筋了，比如上汽通用五菱和长城汽车，就分别推出了五菱宏光Mini EV和欧拉系列这种相对低成本和技术水平的纯电动汽车以满足“双积分”政策，而另一些厂商，则选择了使用相对简单的48V轻混技术直接改进现有车型。长安、通用、吉利乃至奔驰都推出了加装48V轻混系统的车型。因此可以看出，48V轻混技术近年来在中国的兴起很大程度上是受到相关产业政策的影响。

所谓48V轻混，就是在汽车普遍标配的12V电源系统的基础上，新增一套48V电池以及相应的电机组成的混合动力系统。将车用设备的标准电压提升到48V，以便带动更大功率的车载系统，并与车辆上的其他系统实现整合，48V轻混系统不仅能服务于车辆的自动启停等功能，更重要的是能在必要时为车辆提供辅助动力并拥有动能回收功能，这也是它在定义上能被算入“混动系统”的原因，同传统意义上的HEV相比，48V轻混系统的结构更加简单、占据空间更小，成本更低，更适用于对现有燃油车型的改进，不过相应的48V轻混系统在性能上也逊色于传统意义上的混动系统，以至于在消费者群体中甚至有着“假混动”的外号。

2  48V混动系统的基本结构

48V系统主要由三个部分组成：即电池组、BSG电机以及12V/48V双向DC/DC转换器。其中BSG（Belt-Driven Starter Generator）电机一般为高性能、緊凑型三相永磁同步电机，与发动机相连，取代了传统家用车的发电机，并由电机控制器负责直流/交流转换、变频、变流等功能。BSG电机在不同工况下具有不同的功能：

①怠速啟停：车辆怠速静止状态下，发动机处于关闭状态，依靠48V电池系统维持车载电气设备的运行，并进行发动机的快速启动;

②动能回收：在汽车滑行或制动时，BSG电机将作为发电机发电将动能转化为电能，并存入电池;

③辅助驱动：电机与发动机配合，在加速阶段电机提供的动力能提供辅助驱动力，一定程度上解决小排量发动机动力较弱的问题;

④纯电行驶：48V轻混系统的电池电量较小，但仍然可以支持BSG电机在不启动发动机的情况下进行单独依靠电机维持车辆行驶的状态。

除了电机，48V轻混系统另一个重要部分是48V锂电池，选用48V这个数值是因为其低于人体安全直流电电压60V。双向12V/48V转换器则可以保证车内一些低功率设备继续使用12V直流电，而空调压缩机和起动电机等则使用48V电压。另外依据资料，48V系统的成本仅比12V系统高出大约5000-8000元[2]，使得其售价与燃油车型相差不大。

3  48V轻混系统的优缺点

前面提到过：48V轻混系统的推广，很大程度上是政策导向的结果。因为排放政策的逐渐收紧，不少大排量的家用车型都在换代后采用了更小排量的发动机：比如丰田卡罗拉就从1.6L变成了1.2T、大众、现代等也放弃了1.6L换为了1.5L，48V轻混系统的加入，可以在一定程度上弥补排量变小带来的不可避免的动力下降、加速性能不佳的问题。更重要的是，因为48V轻混系统的电机可以让汽车在起步时采用纯电驱动起步的方式，因为可以有效的避免发动机低扭状态下扭矩输出不足、起步慢的问题，尤其是当前三缸发动机流行，其低速状态下的抖动问题一直让消费者对三缸发动机避而远之，48V轻混系统的加入可以极大的改善三缸发动机起步和怠速状态下的抖动幅度、使其更快的进入更平稳的转速区间从而保证三缸车型的行驶舒适性。

而备受关注的燃油经济性方面，前面说过，48V轻混系统能在汽车行驶过程中较为费油的起步阶段很好的起到节油效果，因此相比传统的燃油车型，采用48V轻混系统的省油效果大约在10%左右，这种水平的省油效果是和以丰田的THS、本田的 iMMD为代表的油电混动系统相差较大的，这也是48V轻混系统被消费者戏称为“假混动”的主要原因之一，不过需要指出的是，轻混系统相对于同款发动机的燃油车型，省油效果是真实存在的，如果算上48V轻混系统更低的技术门槛和成本，按性价比来看，依旧是具有不小的吸引力的。另一个48V轻混系统所被人担心的缺点则是48V电池的寿命问题，因为相对于燃油车型新增了一套电机和电池系统，因为故障率的提升和维护保养、电池更换带来的费用成了目前很多消费者所担心的问题。

4  前景展望：第三条路还是过渡技术

48V轻混技术从大规模应用至今已经好几年了，尽管一些业内机构对48V轻混系统的前景比较看好，目前在国内市场销售的48V轻混系统车型也有十余款之多。不过统计数据显示2020年48V轻混车型的销量约在33万辆左右，在当年全年汽车总销量中的比重很低，仅为约1.64%。一个显而易见的结论是：48V轻混车型虽然销量可观，但并未出现爆发式增长。

造成这种情况的原因有很多，比如汽车之家等网站的调查显示很多经销商在营销活动中并未大力推广过48V轻混系统，相关的科普工作也寥寥无几，显然不止很多客户对48V轻混系统缺乏了解，经销商也存在同样的情况。另一个观点则是经销商更多的把48V轻混系统视为汽车上的一项配置，而非一套混合动力系统，因此缺乏推广的动力。第二个原因则是因为常规的油电混动车型在中国的销量持续增长，性能相对逊色的48V轻混车型在追求混动车型诸多优点的客户眼中是个鸡肋般的存在，而48V轻混系统本被认为是三缸车型的救命稻草，但是三缸车型的销量腰斩反而导致部分如通用等品牌重新给走量车型换回了四缸发动机，这就使得48V轻混系统又失去了一个卖点。

另一方面，可谓是成也政策、败也政策。“双积分”政策使得那些短时间内缺乏成熟可靠的油电混动技术的车企选择48V轻混系统。但同样是政策原因，2020年10月发布的《节能与新能源汽车技术路线图2.0》明确提出：“至2035年，我国节能汽车与新能源汽车年销量将各占一半，传统能源动力乘用车将全部转为混合动力”[3]。但是48V轻混系统并未被列入“混合动力”之内，这反而导致“假混动”的绰号成了真，48V轻混车型因此不能享受相关补贴。雪上加霜的是，“双积分”政策也在发生变化，2020年6月经过修改后发布的《乘用车企业平均燃料消耗量与新能源汽车积分并行管理办法》提出了“低油耗乘用车”的概念，按照“低油耗乘用车”的分类方法，以现有的48V车型的油耗几乎全部无法归类到“低油耗乘用车”之中，那么车企制造48V轻混车型获得的积分收益将大打折扣，不得不回到研发达标的常规HEV车型的路线上来。总之，对于广大车企而言，48V轻混带来的效益正在下降。

从现状来看，48V轻混很难成为纯电汽车和常规混合动力之外的第三条道路，但是如果将其视为一种传统12V电源系统的升级版本，用于满足现有燃油车型越来越多的用电设备日益增长的电能需求以及在小排量发动机时代增强车辆动力性能和燃油经济性的一项配置，那48V轻混系统依然将发挥它的价值。

参考文献：

[1]郑劼.第三种选择[J].汽车观察，2016（12）：82-83.

[2]郑雪芹.奔驰全新C级车上市，能否引爆中国48V市场 [J].汽车纵横，2018（12）：44-47.

[3]中华人民共和国工业与信息化部.《节能与新能源汽车技术路线图2.0》正式发布[EB/OL].（2020-10-27）.https：//www.miit.gov.cn/jgsj/zbys/qcgy/art/2020/art_7eea943abda746339d899bd5fd520c92.

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