淺談48V輕混系統及其前景展望

李勇

摘要：近年來，48V輕混技術在很多品牌的家用汽車上得到了應用，一方面有人認為這將在未來成為主流的汽車動力模式之一，另一方面也有很多人認為它是所謂的“假混動”。本文將探討48V輕混技術的應用背景、技術原理，并分析它的優缺點以及未來的前景展望。以供各位讀者參考。

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.

關鍵詞：混合動力;新能源;48V輕混

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

中圖分類號：U472.9???????????????????????????????????? 文獻標識碼：A????????????? ??????????????????? 文章編號：1674-957X（2021）21-0182-02

0? 引言

進入新世紀以來，實用化混合動力汽車（Hybrid Vehicle）早已成為千家萬戶的選擇。早在2005年混動汽車就已經在國內上市，自此開始，采用高電壓電機的混合動力系統一直是中國市場混合動力汽車的主流，但是近年來，越來越多的廠商開始給汽車加裝48V輕混系統，這是一套和之前的混動系統有不少差別的動力模式，那么48V輕混是否成為混動汽車的另一大流派本文將對此進行分析。

1? 48V輕混系統運用的時代背景

在探討48V輕混系統的特點之前，有必要指出的是：目前汽車行業內并不存在全球統一的分類標準，我們只是習慣性的將48V混合動力系統稱為“輕混”（Mild Hybrid），相應的，絕大多數從業者習慣把豐田的THS、本田的iMMD等混合動力技術稱為“強混”（Strong Hybrid），甚至還干脆把自動啟停這樣的使用12V等低電壓、不涉及驅動的技術稱為“微混”（Micro Hybrid）。48V輕混系統在當下其實并不算什么高新科技：遠在2011年，奧迪、寶馬、奔馳、大眾和保時捷就聯合啟動了48V輕混系統的研發和標準的制定。但是當時這套模式未能獲得推廣，一來是因為當時汽車排放法規尚未達到極為嚴苛的程度，二來則是當時強混技術更受青睞。但在當下，由于排放法規日趨嚴格，48V輕混技術就成了很多廠商的選擇。業內曾經預計：“到2025年，全球售出的每10輛車中就將有一輛是48V輕度混合動力汽車。”[1]

而在我國，2019年正式實施國家第六階段機動車污染物排放標準，即“國六”排放標準以及2018年開始實施的企業平均燃油消耗量積分（CAFC）和新能源車積分（NEV）的“雙積分”政策。前者將進一步導致傳統燃油車發動機的排量、功率等數據遭到壓縮，而后者將促使各大廠商增加各種類型的新能源汽車的產能。在這種情況下，那些缺乏諸如豐田和本田的成熟混動技術的廠商就需要動動腦筋了，比如上汽通用五菱和長城汽車，就分別推出了五菱宏光Mini EV和歐拉系列這種相對低成本和技術水平的純電動汽車以滿足“雙積分”政策，而另一些廠商，則選擇了使用相對簡單的48V輕混技術直接改進現有車型。長安、通用、吉利乃至奔馳都推出了加裝48V輕混系統的車型。因此可以看出，48V輕混技術近年來在中國的興起很大程度上是受到相關產業政策的影響。

所謂48V輕混，就是在汽車普遍標配的12V電源系統的基礎上，新增一套48V電池以及相應的電機組成的混合動力系統。將車用設備的標準電壓提升到48V，以便帶動更大功率的車載系統，并與車輛上的其他系統實現整合，48V輕混系統不僅能服務于車輛的自動啟停等功能，更重要的是能在必要時為車輛提供輔助動力并擁有動能回收功能，這也是它在定義上能被算入“混動系統”的原因，同傳統意義上的HEV相比，48V輕混系統的結構更加簡單、占據空間更小，成本更低，更適用于對現有燃油車型的改進，不過相應的48V輕混系統在性能上也遜色于傳統意義上的混動系統，以至于在消費者群體中甚至有著“假混動”的外號。

2? 48V混動系統的基本結構

48V系統主要由三個部分組成：即電池組、BSG電機以及12V/48V雙向DC/DC轉換器。其中BSG（Belt-Driven Starter Generator）電機一般為高性能、緊湊型三相永磁同步電機，與發動機相連，取代了傳統家用車的發電機，并由電機控制器負責直流/交流轉換、變頻、變流等功能。BSG電機在不同工況下具有不同的功能：

①怠速啟停：車輛怠速靜止狀態下，發動機處于關閉狀態，依靠48V電池系統維持車載電氣設備的運行，并進行發動機的快速啟動;

②動能回收：在汽車滑行或制動時，BSG電機將作為發電機發電將動能轉化為電能，并存入電池;

③輔助驅動：電機與發動機配合，在加速階段電機提供的動力能提供輔助驅動力，一定程度上解決小排量發動機動力較弱的問題;

④純電行駛：48V輕混系統的電池電量較小，但仍然可以支持BSG電機在不啟動發動機的情況下進行單獨依靠電機維持車輛行駛的狀態。

除了電機，48V輕混系統另一個重要部分是48V鋰電池，選用48V這個數值是因為其低于人體安全直流電電壓60V。雙向12V/48V轉換器則可以保證車內一些低功率設備繼續使用12V直流電，而空調壓縮機和起動電機等則使用48V電壓。另外依據資料，48V系統的成本僅比12V系統高出大約5000-8000元[2]，使得其售價與燃油車型相差不大。

3? 48V輕混系統的優缺點

前面提到過：48V輕混系統的推廣，很大程度上是政策導向的結果。因為排放政策的逐漸收緊，不少大排量的家用車型都在換代后采用了更小排量的發動機：比如豐田卡羅拉就從1.6L變成了1.2T、大眾、現代等也放棄了1.6L換為了1.5L，48V輕混系統的加入，可以在一定程度上彌補排量變小帶來的不可避免的動力下降、加速性能不佳的問題。更重要的是，因為48V輕混系統的電機可以讓汽車在起步時采用純電驅動起步的方式，因為可以有效的避免發動機低扭狀態下扭矩輸出不足、起步慢的問題，尤其是當前三缸發動機流行，其低速狀態下的抖動問題一直讓消費者對三缸發動機避而遠之，48V輕混系統的加入可以極大的改善三缸發動機起步和怠速狀態下的抖動幅度、使其更快的進入更平穩的轉速區間從而保證三缸車型的行駛舒適性。

而備受關注的燃油經濟性方面，前面說過，48V輕混系統能在汽車行駛過程中較為費油的起步階段很好的起到節油效果，因此相比傳統的燃油車型，采用48V輕混系統的省油效果大約在10%左右，這種水平的省油效果是和以豐田的THS、本田的 iMMD為代表的油電混動系統相差較大的，這也是48V輕混系統被消費者戲稱為“假混動”的主要原因之一，不過需要指出的是，輕混系統相對于同款發動機的燃油車型，省油效果是真實存在的，如果算上48V輕混系統更低的技術門檻和成本，按性價比來看，依舊是具有不小的吸引力的。另一個48V輕混系統所被人擔心的缺點則是48V電池的壽命問題，因為相對于燃油車型新增了一套電機和電池系統，因為故障率的提升和維護保養、電池更換帶來的費用成了目前很多消費者所擔心的問題。

4? 前景展望：第三條路還是過渡技術

48V輕混技術從大規模應用至今已經好幾年了，盡管一些業內機構對48V輕混系統的前景比較看好，目前在國內市場銷售的48V輕混系統車型也有十余款之多。不過統計數據顯示2020年48V輕混車型的銷量約在33萬輛左右，在當年全年汽車總銷量中的比重很低，僅為約1.64%。一個顯而易見的結論是：48V輕混車型雖然銷量可觀，但并未出現爆發式增長。

造成這種情況的原因有很多，比如汽車之家等網站的調查顯示很多經銷商在營銷活動中并未大力推廣過48V輕混系統，相關的科普工作也寥寥無幾，顯然不止很多客戶對48V輕混系統缺乏了解，經銷商也存在同樣的情況。另一個觀點則是經銷商更多的把48V輕混系統視為汽車上的一項配置，而非一套混合動力系統，因此缺乏推廣的動力。第二個原因則是因為常規的油電混動車型在中國的銷量持續增長，性能相對遜色的48V輕混車型在追求混動車型諸多優點的客戶眼中是個雞肋般的存在，而48V輕混系統本被認為是三缸車型的救命稻草，但是三缸車型的銷量腰斬反而導致部分如通用等品牌重新給走量車型換回了四缸發動機，這就使得48V輕混系統又失去了一個賣點。

另一方面，可謂是成也政策、敗也政策。“雙積分”政策使得那些短時間內缺乏成熟可靠的油電混動技術的車企選擇48V輕混系統。但同樣是政策原因，2020年10月發布的《節能與新能源汽車技術路線圖2.0》明確提出：“至2035年，我國節能汽車與新能源汽車年銷量將各占一半，傳統能源動力乘用車將全部轉為混合動力”[3]。但是48V輕混系統并未被列入“混合動力”之內，這反而導致“假混動”的綽號成了真，48V輕混車型因此不能享受相關補貼。雪上加霜的是，“雙積分”政策也在發生變化，2020年6月經過修改后發布的《乘用車企業平均燃料消耗量與新能源汽車積分并行管理辦法》提出了“低油耗乘用車”的概念，按照“低油耗乘用車”的分類方法，以現有的48V車型的油耗幾乎全部無法歸類到“低油耗乘用車”之中，那么車企制造48V輕混車型獲得的積分收益將大打折扣，不得不回到研發達標的常規HEV車型的路線上來。總之，對于廣大車企而言，48V輕混帶來的效益正在下降。

從現狀來看，48V輕混很難成為純電汽車和常規混合動力之外的第三條道路，但是如果將其視為一種傳統12V電源系統的升級版本，用于滿足現有燃油車型越來越多的用電設備日益增長的電能需求以及在小排量發動機時代增強車輛動力性能和燃油經濟性的一項配置，那48V輕混系統依然將發揮它的價值。

參考文獻：

[1]鄭劼.第三種選擇[J].汽車觀察，2016（12）：82-83.

[2]鄭雪芹.奔馳全新C級車上市，能否引爆中國48V市場 [J].汽車縱橫，2018（12）：44-47.

[3]中華人民共和國工業與信息化部.《節能與新能源汽車技術路線圖2.0》正式發布[EB/OL].（2020-10-27）.https：//www.miit.gov.cn/jgsj/zbys/qcgy/art/2020/art_7eea943abda746339d899bd5fd520c92.

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