48V 电机系统：梅赛德斯-奔驰引领的混合动力新趋势

48V 电机系统：梅赛德斯-奔驰引领的混合动力新趋势

近年来，一种新的混动系统开始流行，以奔驰为代表的德系汽车品牌纷纷将其引入主力车型，这套系统就是48V电机系统。奔驰在S级、CLS级、C级等车型中都引入了这套系统，国产奔驰C 260 L运动型轿车、C 260运动型轿车也都搭载了这套系统，未来还将推广到全系车型。那么，48V电机系统是用来干什么的？它是如何发展起来的？它的主要特点是什么？它的未来前景又如何呢？

在了解48V电机系统之前，我们需要先讲一个概念：轻度混合动力，可以翻译为弱混合动力或者微混合动力。对应的是像丰田普锐斯这样的传统混合动力车，能够提供一定纯电续航里程的强/中混和插电式混合动力车型。48V电机系统是目前最主流的微混系统。它采用小容量的电池组和小功率的电机，通常只有几十千瓦，但是这个系统可以让汽车在某些工况下，比如滑行、刹车和停车时，不启动发动机，还可以利用刹车过程以充电的形式回收动能。

2009年上市的奔驰S 400也是一款轻度混合动力车型，也是首款采用锂离子电池组的混合动力车型，虽然搭载的是3.5升V6发动机，但百公里综合油耗仅为7.9升。不过这款车的轻度混合动力系统并非48V电机系统，其三相电机采用的是120V电压，需要通过DC-DC转换器转换为12V才能为大部分车载电器供电。

可见轻度混合动力可以降低油耗。其实最早的轻度混合动力也采用42V系统（以通用汽车为代表），可以追溯到1990年，并形成了一定的标准，在2000年左右投放市场。直到2011年6月，戴姆勒、宝马、保时捷、大众才联合推出了48V系统，并于同年发布了48V技术规范LV148。48V系统才逐渐演变成主流，随后沃尔沃、捷豹路虎、三菱等也纷纷加入其中。

48V电机系统实际组成主要包括直/直流变换器、逆变器（DC/AC变换器）、48V电池组、电动机/发电机等零部件，主要供应商有博世、大陆、舍弗勒、江森自控、德尔福等。下图是德尔福48V电机系统结构示意图，可以看出其采用了48V总线与传统12V总线并存的技术方案。

为什么要推出48V电机系统？前面已经提到，这种轻度混动系统确实可以降低油耗。由于欧洲将在2021年公布下一轮汽车排放目标，肯定会比现在更加严格，预计只有大量纯电动和混动车型能够满足，因此转向混动是必然。更重要的是，48V系统不需要高成本的高压线路保护，从而绕过了高压混动系统（200-600V）最让人头疼的电气安全问题，从而降低了系统成本。可以说，48V电机系统是目前市面上性价比最高的油耗降低技术方案。

据相关数据显示，搭载48V电机系统将增加800-1000美元的成本，但与同功率、同排放水平的柴油车型相比，48V电机系统可使整车实际成本降低600-1000美元。但由于锂离子电池组容量较低，匹配的电动机功率也较低，导致这套系统无法单独驱动车轮，也就是无法提供纯电驱动能力。

48V电机系统的主要部件是电机/发动机和电池组，在降低成本方面也取得了一些成果。例如，博世开发的48V锂离子电池组不需要主动冷却系统，只需要一个塑料盖，而不是一般电池组的金属盖。博世是许多汽车制造商的主要供应商。

现在我们再回过头来说奔驰车上的48V电机系统，它已经应用在奔驰C 200、C 260、CLS 350、CLS 450、GLE 450、S 450、S 500以及AMG CLS 53、GT 53、E 53等车型上。在2018款奔驰S级上，它和3.0升直六发动机一起组成了轻度混合动力系统，48V系统可以为电子涡轮、油泵、气泵、空调压缩机、水泵、起动电机等提供动力。

由于ISG的存在，水泵、空调压缩机等大功率设备可以通过ISG来驱动，而不再像普通车辆那样依赖发动机的运转。这样，车辆停车时（比如等红灯），发动机可以停更长时间，从而降低整车的能耗。ISG更高的功率还可以让发动机更快的重新启动，让启动感觉更加安静、平顺。另外，当电池组电量充足时，在下坡路段或者判断需要停车之前，可以关闭发动机，也就是实现滑行模式。

48V电机系统的另一个好处是可以将怠速调整到更低的水平。奔驰S级上的最低怠速只有520转/分，而一般车辆则是600-800转/分。低怠速至少有两个好处，一是耗油更少，二是车辆震动更小，让人感觉更舒适。此外，48V电机系统让奔驰S 500凭借直六发动机达到了媲美V8发动机的动力水平，百公里加速仅需4.8秒。根据奔驰官方数据，这套系统相比其所取代的4.0升双涡轮增压V8发动机，燃油效率提升了22%。

不过，奔驰C 260 L运动型轿车和C 260运动型轿车所采用的48V电机系统是基于RSG的，也就是基于皮带传动的大功率启动电机/发电机，但其带来的好处与奔驰S级基本相同。由于其搭载的全新M264 1.5升直四发动机采用双涡流技术，因此并未配备电子涡轮增压器，但车辆的动力水平在同级车型中依然处于领先地位。

和奔驰S级一样，48V电机系统也为奔驰C级带来了“驾驶安静、起步加速平顺、省油”三大优势。“安静”是因为电机功率更大，部分情况下可以替代发动机为车载电器供电，让发动机完全关闭，安静程度堪比电动车；“平顺”是因为大功率电机可以更加轻松快速地启动发动机，在冷启动、启停、加速过​​程中都会更加轻快，匹配的9速自动变速箱也让动力传递更加平顺；“省油”是因为轻度混合动力系统可以更加合理地利用发动机的运转，在比较耗油的冷启动、低速阶段依靠电机来辅助。

面对愈发严格的排放法规，为了追求更加经济的油耗，再加上制造成本的考虑，不少车厂纷纷转向48V电机系统。可以说，这种轻度混合动力的油电混动是目前最为重要发展趋势。据大陆集团预估，48V电机系统未来几年将快速发展，2020年占汽车整体市场份额的4%，2030年将达到22%。事实上，欧洲曾经追捧的柴油动力，已经转向以48V电机系统为代表的轻度混合动力，奔驰也将全面采用这种有效的动力系统。