48V 90V Mid Hybrid混动技术简介

48V/90V Mid Hybrid混动技术简介

48V混合动力又被称作Mid Hybrid（中混），主要区别于丰田HEV混动、大众的PHEV这类称为强混（Full Hybrid/Strong Hybrid）的混合动力技术，以及像SSR这种仅需12V电压就可以带动的轻混/弱混（Micro/Mild Hybrid）技术。

为何选择48V轻混？

功率=电压×电流，中混通常需要10KW~20KW功率，使用12V电压的话，蓄电池的输出电流需要高达1000A。按照欧盟规定的安全电压为60V，超过这一电压值则需要在电路中添加额外的绝缘装置，48V系统的充电电压最高为56V，已经非常接近60V的上限。最终综合成本和效果来权衡，欧系普遍选择使用48V作为轻混的电压标准。

如前期文章所说，48V轻混系统的电动机比强混系统的电动机功率小很多，其不足以让汽车在纯电状态下加速，仍需搭配发动机同时使用。

48V轻混系统架构

48V轻混可以看成是普通12V带SSR功能车辆的升级版，在整车原有整备基础上增加了48V储能电池、48V/12V双向DC/DC变换器、48V BSG/ISG轻混系统、BMS电池管理系统等。

需要说明的是48V混动系统并不是完全将车辆内部电压提高到48V，而是采用12V+48V的方式，一方面保持原有12V电气系统的性价比，另一方面也降低整体技术难度，只针对在12V系统上较大负载用电器换用48V来驱动，比如空调PTC加热和EKK压缩机。

博世48V轻混系统简介

48V轻混系统工作模式：

自动启停：车辆怠速状态，发动机处于关闭状态，48V大容量电池维持车载电气正常运行，发动机可以随时快速启动。

能量回收：制动或滑行时，电机反转作为发电机将动能转化为电能，并存储到48V锂电

子电池。

加速辅助：48V电机在提速阶段可以提供辅助动力，弥补发动机动力的不足以实现不损失动力的情况下降低排放。

48V轻混系统优势

性价比高：目前国际上通常认为60V以下的直流电压和25V以下的交流电压属于安全电压。即使算上由于SOC较高时的电压波动，48V混合动力系统的电压峰值也不会超过58V，所以不需要采取额外的电压防护措施（许多国家规定电压超过 60V 需安装防护措施），相对强混（Full Hybrid/Strong Hybrid）成本更低。

通用性强：48V系统可兼容更多不同的用电设备，比如功能越来越丰富、尺寸越来越大的中控屏幕和愈发复杂的汽车中控系统。48V可以提供更大容量的蓄电池，可以带动原本传统内燃机汽车上必须依靠发动机来带动的空调压缩机、冷却水泵等设备，有效降低发动机的负荷，也可以在发动机关闭的情况下使用这些大功率设备。

节能减排：由于BSG技术和ISG技术的帮助，48V混合动力系统可以进一步缩小发动机的体积，进而降低排放。同时利用电动涡轮来替代机械涡轮，还能进一步提高发动机的效率。48V混合动力系统可以实现滑行启停、动能回收、辅助加速等功能，有效避免了燃油的不必要消耗。相比于广义混合动力汽车，48V 混合动力系统仅需要 30% 的成本，可以达到 70% 左右的效果。

欧洲选择48V VS美国选择90V 欧洲法规规定60V以上才是高压，所以48V可以认为是低压系统，不需要做高压保护，从而省去很多成本，因此欧洲车企大都选择48V。而美国通用的标准规定36V以上就是高压，需要加装防护措施，因此对于美系品牌，48V和90V的成本不存在太大差异，美系车自然选择效果更显著的90V轻混。

90V系统由于电压和功率更高（可达10KW），在辅助驱动、制动能量回收、起步驱动等工况下表现更好，可塑性更强。以凯迪拉克XT5轻混动为例，得益于90V混动系统，XT5在起步阶段加速度能够提升15%，百公里加速8.2s。此外与9AT自动变速箱配合下，百公里油耗大致在7.9L，燃油效率提高10%。

凯迪拉克XT5轻混动系统工作原理

凯迪拉克XT5的轻混系统工作原理：

发动机停止运行时，9AT专门开发了相应的蓄压器系统，包含活塞和弹簧，其主要功能为在发动机进入Start-Stop的停机状态时，储存高压油，保持变速箱的工作油压。

发动机重新启动时，蓄压器可以迅速释放储存的高压油，使变速箱立即进入工作状态，缩短Start-Stop重启时间，给客户更平顺的发动机启停体验。

发动机起动的时候，作为传统发动机天然属性，扭矩相应较慢，特别是小扭矩的时候输出扭矩平顺性不够优秀，90V系统能够在这个区域协助发动机进行输出扭矩调节和平顺。90V电气化系统，能够采用高于48V更高的电压，更大的扭矩和功率能力来配合变速器、发动机工作。

起步阶段，90V电气化系统根据整车需求，提供额外的纯电驱动能力，使车辆拥有更高的起步扭矩和响应速度。

部分加速阶段，90V电气化系统与9AT联合工作，提供助力。

匀速行驶阶段，调整发动机工作在高效区域，实时通过90V电气化系统为电池充电。 制动或者滑行的时候，通过90V电气化系统进行反拖发电或者辅助维持扭矩，让发动机避免低效区。

部分车企48V轻混系统量产节点

BSG电机（Belt-driven Starter/Generator）皮带传动启动/发电一体化电机 BSG混合动力汽车动力系统结构，在发动机前端用BSG电机与发动机连接，取代了发动机原有的发电机，从而实现了混合动力系统一体化。该混合动力系统保留了传统轿车上的12V启动电动机，以保证电池电量过低时发动机能正常起动。

BSG电机基本工作模式： 起动工况，BSG电机在短时间内将发动机加速至怠速转速以上，然后汽油机才开始工作； 正常行驶工况，发动机正常工作；

怠速工况，控制系统自动化切断汽油机供油，发动机处于关闭装态；

减速工况，驾驶员踩下制动踏板，向起动、发电机传送信号，使其将车辆的功能转化为