一文探究48V新型电气架构下的汽车连接器
2024-11-20 17:24:14 来源：连接器世界网 作者：陈思瑜
【哔哥哔特导读】汽车电源架构不断升级趋势下，48V系统是否还有升级的必要？48V新型电气架构将给连接器带来什么改变？
在插混和纯电车型逐渐普及、800V高压平台持续升级的当下，48V技术还有市场吗?
这个问题很多企业的回答是不一定，但对连接器大厂莫仕来说却是肯定的。其近期发布的《重构汽车未来：引入48V电源系统》报告，就深度探讨了48V新型电气架构的发展必要性，并提供连接器模块化解决方案。
在全球环保意识的日益增强及汽车电气化、智能化系统的不断升级的背景下，传统的12V电气架构技术已难以充分满足车载娱乐、智能控制等诸多方面的应用需求。
一场关于48V新型电气架构的技术应用正在逐渐推广......
图/包图网
从12V到48V技术的升级在轻混车型上体现得尤为明显。
在轻混车型应用中，48V技术主要作为辅助动力系统，主要包括一个48V电池、一个发动机皮带驱动的电机(BSG)以及一个DC/DC转换器。
通过引入额外的电机和电池，48V轻混系统能够在车辆启动、加速、行驶等过程中为发动机提供额外的动力。
传统的12V系统主要应用在车灯、车载娱乐设备上，只能满足基本供电需求，在能效和性能上有所限制，难以实现高功率的电动转向、空调、刹车等系统的需求应用。
相比之下，48V系统具备更高的功率输出能力、更低的功率损耗以及更高的系统效率，且产品/线束更轻有利于整车减重，为电动涡轮增压、再生制动以及为加速辅助电池充电速度所需的电池温度预调节等功能提供了可能性。
莫仕发布的报告预测，48V系统在当前及未来汽车市场中将展现出巨大的盈利增长潜力，并突出了市场对模块化48V平台日益增长的需求。
48V系统的大功率输出使得动力转向泵、空气压缩机和水泵等关键车辆部件有望实现电气化。
同时，48V系统还减少了电力传输中的电阻损耗，并通过再生制动技术回收能量。并且，48V技术的灵活性和可扩展性为汽车制造商提供了逐步整合到产品线的可能性。
在汽车系统设计上，提升了电压的48V技术要求在电压、电流和导线尺寸之间达到平衡，甚至在电动机或大功率附件等部件应用上，需要更粗、更重的电缆。
48V系统核心元件 图/莫仕《电动汽车中48V架构的演变》报告
① 48伏电池：一种专为储存和传输更高电压电能而设计的电池。
② 48伏配电系统：该系统由48V配电线、连接器和控制单元组成。
③ 电池控制器：调节48V电池的充放电，优化其性能和使用寿命。
④ 直流/直流转换器：控制并管理48V系统内电流的电路。
⑤ 12伏配电中心：在整个12V系统中分配电力，确保所有器件都获得所需电压。
⑥ 12伏电池：为车辆的基本电器设备提供电力，包括大灯、收音机以及其它配件。
⑦ 电源电子装置：控制和管理48V系统内电流的电路。
⑧ 48伏电动机：电动机设计用于在48V系统中运行，以实现各种车辆功能。
⑨ 混合控制器：管理48V和12V系统之间的互动，确保高效的配电和最佳性能。
48V技术最初是在燃油汽车上推动的，用于满足当时的补贴政策需求，并通过怠速启停技术提高燃油效率。
而随着新能源汽车的兴起，48V技术除了应用于前面所述的轻混车中，还在插混车和纯电动汽车上起着关键作用。
在插混车型中，48V技术主要用来增强内燃机与电动机的协同工作。
通过提供辅助动力，48V系统能够支持高功率设备，减轻发动机负荷，从而提升燃油效率并减少排放。同时，利用再生制动技术，48V系统能有效回收制动能量并存储于电池中，进一步增强车辆的能效表现。
虽然48V技术主要应用于插混和轻度混合动力车型，但在某些情况下，它也可以用于纯电动车。
应用于纯电动汽车的48V电气架构更多地服务于辅助系统和未来的电动化扩展。48V系统可以为纯电动车的辅助系统如空调、照明、ADAS等提供电力支持，减轻主电池的负担。在电池管理系统中，48V系统还可提供稳定的电力供应，确保电池的健康和安全。
特斯拉Cybertruck是同类产品中首款采用48V技术的汽车，利用多个本地控制器接入高速通信总线，实现了电气组件与中央控制器的有效连接，精简了整车线束的布线，减少线束成本和整车重量。
在控制器连接器应用上，莫仕提供了一系列专为 DC/DC 控制器、PDU、MCU 和 OBC 等汽车应用设计的大功率连接器和电缆。
1.Mini50 连接器
2.ConnTAK50 连接器
3.Compactus 连接器
4. MX150 连接器
5.CMC/CMX连接器
6.DuraClik 连接器
7.Slimstack 连接器
8. Micro-Lock Plus 连接器
9. MX-DaSH 连接器
10.FFC/FPC连接器
11.母排
其中，莫仕的MX150中压连接器能够安全应对最高60V的电压，支持使用更细小的导线，有效降低车辆负重和成本，同时确保了一贯的高性能表现。
莫仕MX150中压连接器系列产品 图/莫仕官网
莫仕报告强调，48V电气系统在汽车应用中面临成本、复杂性及安全性等多重挑战。
初期高投资成本、庞杂的车辆平台集成工作、较高的电磁干扰风险以及布线设计难题均增加了推广难度。同时，电弧效应风险、设备重新设计需求及供应链完善度也需考量。
然而，随着技术的不断进步，行业正致力于精细调整热管理和电气系统设计，改造现有车型电气架构以实现与12V系统的兼容，并采用接点镀层及精密制造工艺提升连接器性能。
未来，48V技术将在降低成本、提高集成度和确保安全性方面持续发展，成为汽车电气化的重要趋势。
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Vicor发布了三款用于48V电动汽车电源系统的车规级电源模块。这些模块提供业界领先的功率密度，可以满足汽车厂商和一级供应商在2025年的生产需求。
直流-直流（DC-DC）转换器在电动汽车和混合动力汽车中都是必不可少的，用于连接高压电池和低压辅助电路。这包括12V电源的前大灯、车内灯、雨刮和车窗电机、风扇，以及48V电源的泵、转向驱动装置、照明系统、电加热器和空调压缩机。
Vicor将于4月16日至18日在底特律举行的2024年国际汽车设计工程展（WCX™）上发表五场演讲，详细介绍其使用新型高密度、可扩展的电源模块，配合专有拓扑和创新封装技术，实现800V和48V电源转换方面的创新方法。
特斯拉全新推出的CyberTruck完全取消了传统的12V低压供电网络，转而全部采用48V配置。
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