汽车的48V 低压系统设计

                     48V 低压系统设计
/// 01低压系统的发展
 1918 年开始，第一批大规模生产的汽车使用 6V架构。到了 1950 年代，美国的大排量发动机让 6V 电压系统无法满足用电需要，因此汽车企业开始串联两个 6V 电池，形成12V低压系统架构。
 到 20 世纪 60 年代末，几乎所有汽车都使用 12V 电压系统，电动车窗、室内照明、点烟器、刹车灯、点火火花、电池等电气系统和组件，都围绕 12V 通用电压标准进行了统一。近 60 年来，这种情况并没有太大变化。 
 在传统的 12V 系统中，汽车的空调、驾驶辅助系统和信息娱乐系统等控制单元的每个组件都需要一套单独的电线供电。随着汽车集成了越来越多的电气组件，车辆布线变得越来越复杂而低效，越来越不适应电气化和智能化的发展。 
 而拥有强大自动驾驶功能的智能电动汽车，比如自动辅助驾驶感知系统和计算系统，自动辅助驾驶执行部件，线控转向和线控制动、4G/5G 信息的高速传输等等，都对电力供应提出了更高的要求。 
 2011 年，奥迪、宝马、戴姆勒、保时捷和大众联合推出了 48V 系统，以满足日益增长的车载负载需求，以及更严格的排放法规。 
 以德国车企为主的 48V 系统推动者，一方面通过 DC/DC 转换器，将 48 V 系统集成在原有 12V 系统上；同时推出了利用 DC/DC 转换装置，将来自动力电池的高压电转化 12V和 48V 的两种电压，分别驱动不同的元件。虽然这些只是对 12V 系统的改进，但采用更高电压的电气系统，缓解在 12V 架构面临的巨大挑战，一直是汽车制造商的努力方向。而 Cybertruck 是特斯拉首款在整个车辆中使用 48V 电气系统的电动汽车。

/// 0248 V 系统有什么优势 
 车载用电器的功率越来越大，如果不提高电压，就只有增大电流了，但增大电流会让电路的发热量剧增，线缆横截面也增大变粗，带来车身重量和耗电量大增，从而减少续航里程。将电压提高至 48V 以上，它既能保证车用电器所需的高功率，又可以减少电路上的能量损耗及发热问题，相比 12V 系统有着明显的优势。 
 首先，48V 系统能够提供更高的电力负载，使汽车能够实现更多的、更耗电的功能。在相同电流条件下，48V 系统能比 12V 系统输出更高功率；而在相同输出功率情况下，48V系统则能实现更低电流，进而降低功率损耗。 
 特斯拉在 CyberTruck 上取消了 12V 电池，仅保留 48V 电池，提高工作电压以降低电流；而且特斯拉在 ECU 设计变电模块，实现自由选择 12V 或 5V 电压。 
 其次，与传统系统相比，48 V 系统工作效率更高，降低了功率损耗，耐用性和安全性更好。CyberTruck 的 48 V 系统能够让电压提高 4 倍，所需电流减少到原来的 1/4，因此损失的能量更少，线束产生的热量也会降低，可以增加线束的使用寿命和安全性，而且允许电气组件响应更快。 
 第三，更低的电流意味着更轻的线缆，减少了线缆的尺寸和重量，可以节省成本，同时拥有更大的驾乘空间，装备更多的电池。
 由于电流与铜材料成本相关，减少电流还意味着可以节省大量铜材料。CyberTruck 使用48 V 架构帮助特斯拉将布线减少了 77%，铜需求减少了 50%。从而降低整体重量和更高的效率收益，每年能为特斯拉节省大约 100 亿美元的成本。 
 第四，48 V 系统可以使整车结构变得更加简洁。比如特斯拉 CyberTruck 用高速数据总线（以太网）替代了 CAN 总线，可以用菊花链式方式，连接遗留系统中需要点对点布线运行的大多数组件。 
 可以说，转向 48 伏电气架构，意味着汽车行业的游戏规则发生了改变。