車載48V系統(tǒng)受熱捧，國內(nèi)外芯片、車廠爭相布局

（圖片來源：攝圖網(wǎng)）

作者|李寧遠(yuǎn) 來源|電子發(fā)燒友網(wǎng)(ID：elecfans)

不論是電動汽車還是非電動汽車，目前大多使用12V的低壓電池來運(yùn)行電氣和電子設(shè)備，如車載顯示屏、汽車照明系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)等等。對電動汽車而言，則多了一個高壓電源系統(tǒng)，專門用于牽引電機(jī)，為駕駛功能提供足夠的動力。

在12V平臺和高壓平臺之間，48V電壓平臺的出現(xiàn)與應(yīng)用解決了12V電源系統(tǒng)隨著汽車電氣化程度逐漸升級，電力需求愈發(fā)無法滿足的問題。電力需求的上漲使得使用傳統(tǒng)12V電源系統(tǒng)的設(shè)備電流強(qiáng)度持續(xù)上升，帶來了更大的損耗，同時增加了車輛的碳排放。

48V平臺的應(yīng)用很好地解決了此類問題，48V系統(tǒng)在相同功率下工作電流只有12V系統(tǒng)的四分之一，損耗只有原來的十六分之一，還能有助于進(jìn)一步縮小發(fā)動機(jī)體積、降低碳排放。

蓄電池在汽車中的應(yīng)用已有百年歷史，一直在汽車供應(yīng)鏈中扮演著重要角色。1950年左右，內(nèi)燃機(jī)排量開始增加，往高壓縮比的方向開始快速發(fā)展，此時6V蓄電池已經(jīng)無法滿足汽車電子系統(tǒng)的功率要求，電池電壓等級開始往12V升級。

1988年SAE提議將汽車電子系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)電壓提高至42V，但彼時往42V系統(tǒng)發(fā)展需要更換的電氣元件很多而且風(fēng)險(xiǎn)不小，42V技術(shù)并沒有得到廣泛應(yīng)用。在汽車電氣化程度逐漸深化的發(fā)展里，12V技術(shù)終究還是達(dá)到了功率輸出極限。2011年，以歐系廠商為代表的大眾、奧迪、寶馬等廠商聯(lián)合推出48V系統(tǒng)并發(fā)布了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

48V產(chǎn)業(yè)鏈上，下游汽車廠商德系、美系車廠一直是先鋒，國內(nèi)車企在這一方向上推動得也不慢。在中游電機(jī)、動力電池、電力轉(zhuǎn)換模塊等供應(yīng)商層面，大陸、博世、德爾福、法雷奧、日立、舍弗勒、海拉、寧德時代等等巨頭也都早早進(jìn)入48V市場搶占份額。而上游半導(dǎo)體器件涉及的很多，其中最關(guān)鍵的是48V DC/DC轉(zhuǎn)換芯片，是48V系統(tǒng)的核心。

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下游汽車廠商一直是48V系統(tǒng)發(fā)展過程中最有力的推動者，德系、美系車廠作為先鋒一直在大力推動48V電力系統(tǒng)的應(yīng)用。奔馳、寶馬、奧迪、保時捷在48V的電氣化嘗試上已經(jīng)做的很深入。

美系的通用、福特等廠商在低壓系統(tǒng)高壓化方向上也走得很遠(yuǎn)。國內(nèi)車企在這一方向上推動得也不慢，比亞迪和吉利是國內(nèi)推動48V的產(chǎn)業(yè)先鋒，一汽、長安、廣汽、長城等品牌也都在緊密跟進(jìn)48V。

奔馳的2024款GLE家族不久前正式發(fā)布，全系進(jìn)行了電氣化的升級，除了插混車型外全系均配備了48V動力系統(tǒng)，在動力方面進(jìn)行了不小的升級。寶馬馬上將要發(fā)布的新款X5M搭載4.4T V8發(fā)動機(jī)，也首次將48V輕混加入動力系統(tǒng)。奧迪將于今年發(fā)布的全新一代A4也將全系標(biāo)配48V系統(tǒng)。

比亞迪的綠混技術(shù)很早就推出了，類似48V技術(shù)，配合大扭矩的電機(jī)，可以在48V低電壓的條件下協(xié)助加速，大大減少燃油消耗。吉利在48V車型的推進(jìn)上也是不遺余力，博瑞GE、嘉際、領(lǐng)克均有48V系統(tǒng)的應(yīng)用。一汽、長安、廣汽、長城等國產(chǎn)品牌也都在緊密跟進(jìn)48V技術(shù)。

中游供應(yīng)商層面，電機(jī)相關(guān)的如大陸、博世、德爾福、法雷奧、日立、舍弗勒等國際巨頭都是早早進(jìn)入48V市場搶占份額。

大陸集團(tuán)多年以來一直致力于經(jīng)濟(jì)環(huán)保的48V電氣化的開發(fā)研究以及相關(guān)的商用化，在48V技術(shù)的研究上，大陸集團(tuán)很早就將48V P0系統(tǒng)的所有零部件完成了優(yōu)化，在P2到P4系統(tǒng)上也投入了大量的研發(fā)精力。在性能上可以做到能夠憑借48V的低壓電比肩一般廠商所開發(fā)將近800V的高壓混動系統(tǒng)，同時也能夠?qū)崿F(xiàn)大功率輸出。

在動力總成領(lǐng)域占據(jù)頭部的舍弗勒同樣在十多年前就開始48V技術(shù)的布局，舍弗勒的48V P2是第一個在國內(nèi)投產(chǎn)的48V系統(tǒng)，還專門針對發(fā)動機(jī)進(jìn)行了針對性優(yōu)化，在48V市場上占有率很高。

博世的48V BRS系統(tǒng)和48V電池已在全球多家汽車廠商得到廣泛應(yīng)用，有整套的48V電機(jī)和電池方案。博世的48V電池可以給電機(jī)供電然后通過回收制動能量給電池反向充電，該系統(tǒng)的應(yīng)用可有效降低油耗。此前，博世和寧德時代還宣布過共同研發(fā)和制造48V電池。

在電池PACK領(lǐng)域?qū)幍聲r代很早就切入了48V技術(shù)賽道，寧德時代此前就規(guī)劃了三代48V產(chǎn)品，第一代產(chǎn)品主要實(shí)現(xiàn)基本的啟停、加速、能量回收功能，第二代產(chǎn)品著重提高節(jié)油減排效率，第三代產(chǎn)品則將提供更多的電氣功能，目前穩(wěn)步推進(jìn)中。

隨著48V系統(tǒng)裝機(jī)量不斷提升，這一市場也會有越來越多廠商入局。

和48V技術(shù)相關(guān)的上游芯片很多，電機(jī)主控、驅(qū)動、采集等等這些都是48V技術(shù)得以應(yīng)用的重要芯片，但是最核心的最受關(guān)注的無疑是48V DC/DC轉(zhuǎn)換芯片。在48V系統(tǒng)中，DC/DC芯片作為橋梁連接高壓系統(tǒng)和低壓系統(tǒng)，其轉(zhuǎn)化效率與整車油耗息息相關(guān)。

半導(dǎo)體廠商也基于自身在電源領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢，陸續(xù)推出可應(yīng)用于48V電源系統(tǒng)的DC/DC轉(zhuǎn)換器芯片以提升車輛電力系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率。TI、ROHM、ADI、瑞薩、英飛凌等傳統(tǒng)大廠均有相應(yīng)的應(yīng)用于48V電源系統(tǒng)車規(guī)級DC/DC產(chǎn)品矩陣，國產(chǎn)電源芯片廠商也紛紛布局車規(guī)級DC/DC。

比如TI的車規(guī)級48V DC/DC轉(zhuǎn)換芯片，能夠在6V至120V的寬電壓動態(tài)范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)。TI的車規(guī)DC/DC芯片集成度非常高，有些集成了MOS管，有些集成了變壓器，還配置了恒定導(dǎo)通時間控制功能，能滿足要求嚴(yán)苛的48V汽車電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

ROHM的DC/DC產(chǎn)品矩陣也非常豐富，針對48V系統(tǒng)有BD9系列DC/DC產(chǎn)品對應(yīng)，這些芯片采用了ROHM獨(dú)有的脈沖控制技術(shù)，讓原本存在矛盾關(guān)系的高速響應(yīng)和高效率優(yōu)勢在同一顆芯片上實(shí)現(xiàn)，有著極高可靠性。

英飛凌針對48V系統(tǒng)有兩套DC/DC解決方案，一個是48V/12V，一個是48V/24V。48V/12V方案里英飛凌可提供一系列種類齊全的高集成度緊湊型系統(tǒng)解決方案，集成收發(fā)器SBC電源 IC、MCU、柵極驅(qū)動器和大功率 MOSFET，目前有用于大峰值功率為3 kW的48V/12V DC/DC 轉(zhuǎn)換器。而布局48V/24V DC/DC主要是為了應(yīng)對未來48 V系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)高度自動化的驅(qū)動功能，當(dāng)前這種配置使用的還比較少。

國內(nèi)現(xiàn)在有不少企業(yè)在做DC/DC芯片，從DC/DC應(yīng)用方向上來看，國內(nèi)DC-DC半導(dǎo)體企業(yè)在車規(guī)級DC/DC芯片布局上還處于早期，如希荻微、南芯、杰華特、芯洲等等。48V車規(guī)級寬電壓范圍DC/DC目前國內(nèi)還很少，都處于起步階段，目前還無法與國際模擬巨頭相提并論，只是在一些非48V系統(tǒng)的特定領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了替換，未來的發(fā)展空間還很大。

隨著汽車48V技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展并加速上車，48V系統(tǒng)市場規(guī)模將在未來幾年大幅擴(kuò)大，根據(jù)IHS預(yù)測，到2025年48V系統(tǒng)在汽車中的占比將超過一半。48V電壓系統(tǒng)逐漸替代12V的過程一度被認(rèn)為需要很久，但現(xiàn)在這一過程已經(jīng)明顯開始加速。

編者按：本文轉(zhuǎn)載自微信公眾號：電子發(fā)燒友網(wǎng)(ID：elecfans)，作者：李寧遠(yuǎn)