Molex：电动汽车电池技术的创新

自 20 世纪 50 年代以来，12V 电源模型一直是汽车行业的标准，因此成为了汽车设计和组件的默认标准。即使功能和电气化程度已随着时间不断发展，该标准使汽车制造商依然能够降低成本并保持简单的电气架构。

12V 标准有其优点，但随着现代消费者对性能和车内体验的期望不断提高，12V 标准也必须演进。随着软件定义汽车的出现，向轻度混合架构的转变，以及排放法律日益严格，48V 设计对于满足消费者需求和监管要求变得越来越必不可少。

虽然采用 48V 标准面临一些挑战，但电气创新者现在已开始根据这个新标准为更高效的系统铺平道路。随着汽车设计引领我们走向电气化的未来，我们应清楚了解并考虑几个关键因素。这些因素包括 48V 标准的推动因素、该标准对汽车制造商的好处，以及转为采用 48V 标准相关的挑战。

向更强大的电源标准转变不可能一蹴而就，但一些关键的电气因素和消费者因素会影响汽车制造商采用 48V 作为轻度混合动力汽车和纯电动汽车的标准。

减排立法行动

最近出台的法律要求新造的汽车大幅减少排放，尤其是在美国和欧洲。这些变化促使向轻度混合架构转变（例如，使用集成式起动发电机和 48V 电网），以及提高发动机设计效率。设计工程师感受到了压力。一项以 824 名设计工程师为调查对象的 Molex莫仕调查发现，96% 的受访者表示需要付出努力才能遵守电源相关法规。

更严格的燃油经济性法规同样推动着发开启停系统、高级驾驶辅助系统 (ADAS) 等先进技术，以及电动汽车 (EV) 等替代推进解决方案。这些新技术需要电源提供更高的电压，促使向 48V 标准转变。

消费者偏好

具有低碳意识的购买者表现出对混合动力汽车、插电式混合动力汽车 (PHEV) 和增程电动汽车的强烈偏好。鉴于此，致力于满足这些消费者需求的原始设备制造商 (OEM) 和组件供应商现已开始打造下一代组件和汽车。因此，前述 Molex莫仕调查发现，74% 的电源相关设计工程师将能源效率列为主要优先事项。

电动涡轮增压

电动涡轮增压系统使用电机来旋转涡轮机并增强进入到发动机的气流，从而提高发动机性能。与使用 12V 或 24V 系统供电的传统涡轮增压系统相比，这种涡轮增压系统需要更大的电力。随着更高效、更强大的电动涡轮增压系统成为标配，48V 电源将会变得举足轻重。

空间效率

向 48V 架构转变不仅只需要提高系统电压。这种转变还需要改变当今汽车的电气架构。功能丰富、高性能的汽车依赖于更轻盈小巧的组件，在更高密度的架构中提供毫不逊色的电效率。48V 标准对于实现消费者友好的可能性（例如更好的信息娱乐和汽车集成功能）至关重要。

电力和效率的提高为生产商和消费者打开了机会之门。48V 标准带来的效率提升和额外功能，将有助于生产商满足消费者对高科技低碳汽车日益浓厚的兴趣。

48V 标准在工程方面的好处

• 减小封装尺寸：48V 电源有助于生产出更小的组件，而且这些组件能在更高密度的架构中提供毫不逊色的电效率。这方便了打造功能丰富、高性能的汽车，且无需占用额外空间。汽车设计人员可以缩小电气系统的尺寸，并保留同样的功能，从而提高总体汽车性能。
• 节省生产成本：更小的组件所需的制造材料更少，从而降低生产和零售成本，同时仍能满足消费者需求。由于具有更高效率，48V 系统有助于将能源消耗总量减少 30%。
• 提供更好的功能：组件占用更小空间，使汽车设计人员可以将更多功能装进有限的空间。这样，即使是小型汽车也能配备更先进的技术，例如无线充电、强大的信息娱乐系统和高级驾驶辅助系统。这些增强功能可改善客户的总体驾驶体验，提高汽车的价值和感知质量。此外，由于组件的物理尺寸更小，汽车制造商可以设计出造型更流畅且具有更佳气动特性、操控性能和稳定性的汽车。
• 减少排放：由于具有更高效率，48V 系统可减少内燃机车辆的油耗、二氧化碳排放以及车辆排放的其他污染物。组件更小，可以打造出阻力更小的轻型汽车，进一步减少排放。
• 提高燃油经济性：通过电动增强功能减少发动机负载，有助于汽车制造商减少驱动汽车所需的能量。结果是油耗减少且燃油经济性提高。48V 系统的更高效率还使汽车在以更高速度行驶时仍可保持性能，从而延长汽车的燃油或电池续航里程。

48V 标准对消费者的好处

• 提高汽车性能：下一代电源解决方案可提高现有发动机的性能，提供更大的电力和扭矩，实现更大程度的加速。电机能以较慢速度提供更平滑的扭矩，提高汽车转弯或在不平整路面上行驶时的稳定性和舒适性。48V 系统还有助于减少内燃机的负载，使其可以更高效地工作并减少油耗，同时仍能提供高性能。这些轻型汽车具有更高的功率重量比，总体性能更佳。
• 降低汽车成本：由于使用的组件尺寸更小且所需数量更少，48V 架构可实现更高效的生产过程。制造商可减少造车所需的材料和人力，从而减少总体成本。对于消费者来说，更轻、能源效率更高的汽车，驱动和维护所需的燃料更少，从而降低驾驶者的拥有成本。
• 提高操控性能：电气增强型汽车可快速、精准地响应输入，因此比其他汽车具有更好的操控性能。重量减少使汽车可以更快地加速，同时保持操纵稳定性，让驾驶者可以更好地控制汽车。轻型汽车还使制造商可以更容易为汽车配备车道保持辅助系统等先进的主动安全系统，且不会影响总体性能。这样可提高汽车的总体安全性，并提高驾驶者在复杂的道路和地形行驶时的信心。

12V 设计在汽车生产中已是根深蒂固，因此，过渡到 48V 标准的过程将会比预期更漫长。过渡速度在一定程度上取决于满足 48V 系统的技术要求所需的组件设计变化，其中需要考虑系统本身的生产方法和现有基础设施。

48V 技术的成本和新特点等考虑因素可能会进一步拖慢采用速度，因为推动大规模技术变革需要强有力的商业案例。

更好的电池管理对于 48V 架构的成功不可或缺。如果没有适当的设计，汽车制造商将会面临电力存储效率低下和成本增加问题，以及系统不稳定导致的潜在安全风险。为了确保充分利用可用的电力存储和电池容量，汽车制造商必须购置更好的硬件和软件。这可能包括使用预测算法根据使用需求调整充电周期，以及开发更好的方法来追踪电池工况。

需要先进的能源控制系统来管理每个电芯内的电压电平，以防止电池组过度充电或充电不足。这些措施需要在研发上投入大量资金，但为了打造可靠的 48V 系统来满足现代驾驶条件和潜在极端环境的需求，这样做很有必要。

随着过去 30 年来对电动汽车需求的增长，Molex莫仕在汽车行业方面起着关键作用。我们在很早之前就开发出支持 48V 应用的解决方案，其中包括具有强大电源管理功能的连接器和配电系统。我们的组件可帮助整个 48V 系统实现一致的连接和通信，确保在任何环境中都具有可靠性能。

By. Molex