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MHEV- 48V車輛電壓系統發展與應用[趨勢新知]
種類:其他公告  發布單位:技術處  發布日期:2019-10-30 19:30
作者:蔡宜君/工研院

一、48V電壓系統推行驅動因子

(一)全球二氧化碳排放及燃油經濟性標準日漸趨嚴

目前全球的乘用車二氧化碳排放規範仍以歐盟在2020/2021年的95g/km排放量最為嚴苛,不僅如此歐盟已進一步規範2025年較2020年基準下減排15%(相當於81g/km)及2030年較2020年基準下減排37.5%(相當於59g/km)。以2020/2021年規範來說,每多1g排放量將對當年度銷售的每輛新車罰款95歐元,對於以歐洲為主要市場的車廠來說,將形成巨大的壓力。

(二)車用發電機及12V電池電量漸不足以負擔車用負載所需

一般乘用車發電機發電量約落在40~120A,12V電壓系統需要支援持續性電子負載(如電子加熱系統、引擎冷卻風扇、擋風玻璃加熱系統、車載娛樂等)以及臨時電子負載(如車窗及座椅調整馬達等)。近年來車輛上配備逐漸由機械能或是液壓轉換為直接以電力驅動及電子操控,如動力輔助轉向由引擎驅動的液壓系統走向以馬達驅動的電動動力輔助轉向等,不僅可以增加能源轉換效率,同時還可減少所需零組件體積。

(三)減輕車內元件體積及重量

當車內系統電壓從12V提升到48V時,在個別車用負載功率未提升的狀態下,電流降為原先的25%,此將影響所用的電氣線束規格(截面積)從而減輕重量及成本;此外當車內零組件由液壓轉換為電力直接驅動後,所減少的液壓組件或驅動皮帶等,將進一步減輕整車的體積及重量,進而增進燃油效率及減少尾氣排放。

二、48V電壓系統零組件及應用發展趨勢

48V電壓系統的基本組成零組件包含:48V電池系統及12V/48V直流電壓轉換器,用以在12V鉛酸電池和48V電池之間的升降壓轉換。原則上,車內的所有電氣配備皆可從12V轉換成48V電壓,然而此須全面更換車內系統的電氣規格、車輛內線束的使用規格及走線配置,將牽涉到所有零組件供應,影響層面甚鉅,因此在48V MHEV的初始導入階段中,車廠採用12V及48V電壓同時並行的架構,且僅將大功率消耗及具明顯效益的系統及配備轉換成48V電壓。在48V電壓系統導入階段中,切換成48V電壓的車內系統應用可包含動力系統、底盤系統及提供駕乘舒適性系統。

三、結論

因應歐盟2020/2021年的二氧化碳排放法規及未達標的高額罰款,車廠莫不加緊推動車輛電動化的腳步,相較BEV、PHEV、FHEV,48V MHEV提供車廠不僅相較傳統燃油車輛在零組件上較低的導入複雜度及成本;亦可靈活的逐步擴展更多48V電壓應用,提供消費者更佳的動力輸出、駕乘體驗又能符合法規要求的解決方案。2018/2019年,除了以往在推廣導入48V MHEV最為積極的德系車廠Audi、Mercedes-Benz外,亦可看到各家國際車廠如韓系Hyundai、Kia、美系FCA、Ford及中系車廠吉利等,皆推出首部48V MHEV車款試水溫,可以想見當越多車廠投入資源推廣48V MHEV及市面上越多車款提供消費者選擇時,48V MHEV將有機會成為未來市場上的主流車款,建議國內相關業者應及早注意所供應的零組件應用是否跟上轉換成48V電壓的列車。

完整內容請詳見:MHEV- 48V車輛電壓系統發展與應用
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更新日期:2017-08-08

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