48V混合动力系统介绍-2

在全球电动车开发竞争中，丰田、本田等日本汽车厂商在开发和量产方面走在前列，但是2014年以来，欧美韩汽车厂商也开始加强投放新型环保车，使竞争进入全新阶段。

日本汽车厂商以丰田为首采用双电机串联/并联式混合动力系统，以本田为首采用单电机并联式混合动力系统，以此掌握着低油耗竞争的主导权。但是，销售增长仅限于日本国内市场和部分发达国家。与此相对，欧洲和韩国的汽车厂商则在集中采用单电机并联式混合动力系统以及单电机并联式插电式混合动力系统的同时，也采用通过逆变器将电池电压转换为驱动用交流电并控制驱动电机的系统。此外，还力求通过逆变器核心零部件IGBT及由其构成的电动模块的标准化、加强超越厂商的通用标准化深度，缩小与日本汽车厂商在电动车、电动化零部件方面的成本差距。除此之外，欧洲厂商旨在48V系统的全球普及方面获得主导权，并力争扩大在美国市场的应用，由此可见，欧洲厂商将在日本厂商已经走在前列的电动车开发竞争中，通过集中和标准化战略开展降本和技术开发竞争。

【世界分地区电动化系统、电动车技术采用动向】

各地区不同的电动车普及方案

汽车产业所追求的CO₂排放限制、降低燃耗等一直以来多是通过法规、罚款及增税等直接方式来进行，但是，近年来采用以低油耗车为对象的税制优惠和补贴等间接方式来引导的情况也在增多。其中，欧洲和美国多采用法规和惩罚制度，日本和亚洲诸国则多以补贴和税制优惠的方式来改善油耗。

从电动车的普及方案来看，因地球温室效应产生的气候变化问题、自然灾害加剧而力求加快普及CO₂排放少的纯电动汽车(EV)或混合动力汽车(HEV)。

但是，EV的电池价格始终无法降低，与同级别传统内燃机车型的价格差距在8万～10万元，仍然较大。无论是2010年投放市场的日产Leaf或是雪佛兰的Volt，截至2013年底尽管已经实现5,000美元左右的成本削减效果，但是与传统车辆的价格差距仍在5万～8万元水平。即使可以通过进一步技术改良来缩小与传统内燃机的价格差距，但是续航里程仍停留在200km水平，而实际的续航里程仅在100km左右，因此，EV等要达到传统内燃机车的销售水平仍需要进一步削减成本和提高性能。针对这些问题，丰田、本田等日本汽车厂商在加强HEV产品投放的同时，在成本削减方面也获得划时代的成功。在2012年投放市场的Aqua级别将价格差距缩小到1.3万元以内、在2013年投放的Fit混合动力级别缩小到1万元以内。丰田Aqua的价格为9万元，本田Fit混合动力的价格为8.6万日元，消费者可以实实在在感受到减税优惠和燃料使用量减少的效果，除了成为可媲美传统车辆或者更具魅力的产品之外，还成为在日本国内销售状况与轻自动车比肩的热销商品。

48V方案不断浮出水面

以欧洲为主48V系统有望推广

与日本市场HEV占比较高不同，欧洲市场HEV仍未取得像日本那样的销售份额。在美国，尽管有一段时间在售的日本产HEV的产品数量甚至多于日本国内，但也未能获得像日本那样高的销售份额。

在欧洲，装备油耗削减效果明显的高压共轨柴油发动机以及小型化汽油直喷发动机的车辆数量率先发展起来。HEV无法获得像日本市场那样高的份额的另一个原因还在于欧洲开发的HEV的价格相对较高。从当前来看，欧洲产HEV与传统内燃机车型的价格差距在3万～5万元，仍处于较高水平，但是燃油经济性却不如价格差那样大，因此，消费者还很难找出特意花高价去购买HEV的意义。

在这种情况下出现了48V系统。也就是说，48V 系统可以通过低成本获得较高的燃油经济性。48V系统的原理是：用48V进行传统的交流发电机发电，在提高刹车和惯性行驶过程中的发电能力的同时，有时也可以作为起动机和驱动交流发电机皮带轮的电动发电机使用。不仅如此，还能通过48V驱动电力消耗较大的空调电机、EPS(电动助力转向系统)电机、电动辅助电机来确保较大的功率，因此，即便启停系统的高度化导致发动机停止工作的频度上升，但仍能高效、舒适地实现车辆控制。

关于发电电压的高压化，在1990年代中期至末期，曾以欧洲汽车厂商为主展开研究。当时的目的在于提供车载电气零部件、电控零部件所需的电力供需，通过将全部电气零部件由14V(12V)更换为42V来对应。但是，由于42V化导致成本增加，而作为最终用户的消费者无法接受，因此，该方案在2000年代初期销声匿迹。

关于48V系统的导入，是2011年德国主要汽车及零部件厂商以降低油耗为目的，仅限在节油效果明显的领域推进高压化，作为未来实现应用的准备方案。但是，究根结底，其导入的原因仍是真正的HEV系统价格较高，而在其与12V自动启停系统之间仍有价格空间。

【日本48V系统的可能性】

注：红字表示针对内燃机车的成本差价。(FOURIN制作)

日本应用48V系统的空间狭小

与此相对，日本在HEV逐步普及的背景下，通过技术开发的进步和量产效应双方面的效果，缩小了HEV 与传统车型的价格差距。此外，通过再生发电能力的提升及发动机停止时间的延长等高度化的实现，12V 自动启停系统与Aqua、Fit等小型混合动力系统之间的价格差距也在变小，因此，48V自动启停系统和弱混系统的生存空间很小。如果无法用3,000～5,000元解决配套，其将毫无生存空间可言，预计48V的上限价格将随着成本的降低变得更低。如果采用小型混合动力系统，那么需要大电力的电机驱动可以通过在HEV 系统中使用高电压产品来对应。此外，即便是12V系统，也能通过自动启停系统的高度控制，提高刹车和惯性行驶时的再生发电能力，因此，采用48V系统的意义不大。实际上，在小型车级别，已经可以通过12V 自动启停系统降低可观的油耗，因此，主流观点是48V 系统仅限于装配在欧洲的中大型高级车以及北美的大型乘用车、皮卡、SUV/CUV等级别车型上。

欧洲旨在通过标准化普及HEV/EV

综上来看，48V系统是否将成为仅限于欧美等地区和车种的特殊系统将成为另外需要思考的问题。这是由于HEV的销售规模能达到现有内燃机车同样甚至更大规模的市场仅限于日本。从日本的技术和成本水平来考虑，48V系统能够生存的空间非常狭小，但是从世界市场来看，HEV在很多地区的价格仍居高不下。同时，能与丰田、本田等日本汽车厂商的性能和价格进行对抗的汽车和零部件厂商在欧洲还为数不多。相反，若使用48V发电系统的弱混系统得到普及，在带动标准化的同时，降本课题也会取得长足的进步。市场整体的趋势甚至会发生变化。因此，日本厂商当前在关注以欧洲为中心全球的48V系统应用动向的同时，也亟需加强不落后于全球动向的开发。

与48V系统主要以德国主流汽车和零部件厂商开展应用的情况如出一辙，HEV/EV系统的应用也在如火如荼地推进。从这些动向来看，主要体现在将HEV/EV 的驱动电机控制系统所需电压控制在300V左右，并力

【欧洲48V系统的可能性】

(FOURIN制作)