幾十年來，12 V 汽車電源系統(tǒng)一直占據(jù)主導(dǎo)地位。然而，汽車制造商正在采取措施利用 48V 技術(shù)的強大功能來跟上引擎蓋下所有耗電子系統(tǒng)的步伐。這種新的動力水平可能是提高從電動助力轉(zhuǎn)向和主動懸架到自動駕駛系統(tǒng)等所有領(lǐng)域能源效率的關(guān)鍵。其中任何一個都可以消耗數(shù)千瓦的峰值負載。

以更高的電壓提供電力具有許多好處，包括更高的功率容量以及通過更薄、更輕和更低成本的布線更有效地分配電力的能力。汽車制造商也在推動將其汽車電源架構(gòu)重新布線為 48 V，以降低電動汽車 （EV） 的成本和重量，電動汽車 （EV） 將依靠電池供電來驅(qū)動所有附件功能。提供更高的電流和電壓必將有利于再生制動、輔助充電的電池預(yù)處理以及電動汽車中的其他功能。

但 Molex 表示，它仍處于向 48 V 技術(shù)過渡的復(fù)雜且昂貴的非常早期階段，該公司最近發(fā)布了一份關(guān)于新興電源標準的現(xiàn)狀報告。其中一個問題是，從電力電子元件到連接器和電纜，所有部件都必須進行大修，以應(yīng)對 48 V 的更高電壓。最重要的是，工程師還必須解決將所有這些部件集成到現(xiàn)有 12 V 電源網(wǎng)絡(luò)中的困難，以便不僅最大限度地提高性能，而且最大限度地提高安全性和可靠性。

Molex 的分銷業(yè)務(wù)開發(fā)經(jīng)理兼公司 48 V 專家之一 Kirk Ulery 與 Electronic Design 討論了 48 V 的困難以及如何解決這些困難（觀看上面的視頻）。

通往 48 V 的穩(wěn)健而漫長的道路

特斯拉是少數(shù)幾家充分利用 48 V 電源的公司之一，從 CyberTruck 開始，它完全消除了傳統(tǒng)的 12 V 電源網(wǎng)絡(luò)，轉(zhuǎn)而采用其全 48 V 配置。雖然這可能是其他汽車制造商的最終目標，但這些公司將希望花更多時間來更換其汽車中的所有 12-V 系統(tǒng)，這些系統(tǒng)已經(jīng)過嚴格的可靠性和安全性測試。用 48 V 部件替換它們并將其連接到車輛中需要大量的工程和測試，并且成本可能會增加。

因此，48 V 可能需要十多年的時間才能取代 12 V 成為配電的行業(yè)標準。隨著技術(shù)轉(zhuǎn)變的進行，Ulery 敦促各公司聯(lián)合起來推出標準設(shè)計和模塊化組件，以處理 48 V 的更高電壓要求。這對于降低成本和制造復(fù)雜性至關(guān)重要，因為成本與制造復(fù)雜性會阻礙汽車中的任何新技術(shù)。在短期內(nèi)，大多數(shù)公司將繼續(xù)使用 12 V 電源系統(tǒng)，因為更換 12 V 電源系統(tǒng)的成本或復(fù)雜性仍然太高。

為了彌合 48 V 和 12 V 之間的差距，許多公司都專注于將車輛劃分為幾個不同區(qū)域的區(qū)域架構(gòu)，每個區(qū)域都有單獨的電源。這使它們能夠更靈活地隨著時間的推移逐步采用 48 V 組件，同時在必要時節(jié)省 12 V 系統(tǒng)。電源管理的本地控制不僅會提高電源效率，還可以降低可能危及系統(tǒng)可靠性的復(fù)雜性。盡管如此，工程師必須確保所有這些更改都與傳統(tǒng)的 12-V 總線兼容。

存在不同的電壓水平（EV 動力總成的高壓、高級功能的 48 V 和其他輔助系統(tǒng)的 12 V）需要 DC-DC 轉(zhuǎn)換器來控制不同區(qū)域之間的功率流。權(quán)衡是，這些電力電子設(shè)備會增加汽車內(nèi)部布線的復(fù)雜性，并成為潛在的故障點。在電動汽車中，其中一個 DC-DC 轉(zhuǎn)換器還可以模擬 48 V 電池，將來自主電池組的 400 V 或 800 V 轉(zhuǎn)換為為動力總成供電的 48 V 電池，供附件功能使用。

利用 48 V 克服其他挑戰(zhàn)

除了在引擎蓋下集成 48 V 電源系統(tǒng)的問題外，工程師還努力應(yīng)對與更高電壓水平相關(guān)的其他挑戰(zhàn)，這些挑戰(zhàn)也可能導(dǎo)致更高的電磁干擾 （EMI）。另一個問題是熱管理。例如，工程師必須為 48 V 組件（包括電池和電力電子設(shè)備）采用更高效的冷卻系統(tǒng)，以防止過熱并延長其使用壽命。

Ulery 表示，該公司還在升級其汽車級連接器，以適應(yīng) 48 V 的未來。新的電力標準可能需要對耐熱塑料和特殊金屬合金的材料進行創(chuàng)新，以提高絕緣性、導(dǎo)電性和整體耐用性。

此外，連接器中的觸點將進行重新設(shè)計，以降低接觸電阻并提高其電流處理能力。他說，為了獲得更高的可靠性，可能還需要更大的接觸面積和更緊密的鎖定機構(gòu)和連接器外殼的密封。

目前市場上的一種產(chǎn)品是 Molex 的 MX150 中壓連接器系統(tǒng)。它可以處理高達 60 V 的電壓，支持使用更細、更輕的電線，以減輕重量和成本，同時提供 48 V 的高性能。