聊聊新能源汽车

pat

看看这个行业报告吧

yuliang

感觉这个是电机发展的一个很好的增找点吧，毕竟需求很大，算是一种未来汽车的一种趋势

chenjiemin12345

来学习一下~~支持支持！！！

yangman1128

现在新型汽车就是一场赛跑，谁家的问题解决了谁就是最后赢家。主要问题就是 电池汽车的电池寿命，转换率低，续航力，充电问题，设施匹配。燃料电池汽车主要还是安全，价格，转换率，设施问题。从目前来看。燃料电池汽车各方面优势较大，但成本太高。中国技术相差较远，只能看国际发展了。

visin

技术补是问题，关键还是在于基础设施。现在纯电动车中的私家车充电一次能跑300km，充电时间更是只要一个多小时，混合动力就更不用说了

pat

看看48V吧，貌似也是一个可行的方向：对系统改变不大，不存在现在中混、重混的技术难度，也不像纯电动那么贵，成本增加不多。


本文编辑参加了在法兰克福举办的汽车48伏供电系统大会，“主意不错，但是实施起来成本太高/过于复杂?” 这一文章将深度探讨48伏系统是否能与42伏系统齐头并进。
改变汽车电气系统的电压无法一蹴而就，其背后的艰辛外人很难知晓。

上一次汽车电气系统电压提升发生在1950年代，当时很多制造企业将电压从6伏提高到了12伏。尽管法兰克福召开的48伏汽车供电系统大会上与会者的呼声很高，但是作者很难认同汽车行业即将转向48伏电气系统这种看法。

与会者在48伏汽车供电系统大会上就这个话题进行了多次阐述，鉴于每位讲话者可以进行40分钟的发言，这种重复性的观点陈述也就不足为奇了。
由于会议议程上午8：45开始，下午6点结束，漫长的会期使得保持头脑清醒都成了一桩难事。建议明年的会议缩短演讲者讲话时长，进而压缩会议时间。

人们一再提及48伏电气系统的好处，毫无疑问，48伏电气系统的二氧化碳排放更低，燃油经济性更好，混合动力汽车提速更快，这些都是48伏电气系统的美好前景。
当初，42伏电气系统也曾是汽车行业（当然也是铅酸电池行业）的“伟大梦想”。当然，这已是很久以前的事情了。

由于42伏电气系统-由3组12伏铅酸电池组成-并非一劳永逸的解决方案，现在看来，主要由降低二氧化碳排放驱动的48伏电气系统的要求也并不是十分迫切。
虽然说汽车制造企业纷纷表态支持，但是他们心里十分清楚这不过是虚张声势而已，至少在私底下，这些车企会告诉你他们宁肯充分利用12伏的AGM电池。

问题是目前的负载要求已经超过了12伏电池的能力范围。BMW汽车的平均负载已经达到250安培，而且很难再继续增加，因为交流发电机无法在避免爆炸的情况下承受更大负载。
宝马的目标是减少50%的功耗，这家德国大型车企似乎并不打算使用48伏电气系统，但是至少对于大型车来说，如果功耗继续增加的话，48伏电气系统成为必须之选。

                               
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在很短的时间内充满12伏电气系统所需的电能要求宝马公司提高电压或电流，而后者已经达到了250安培。尽管宝马公司电力网络及电气化项目经理奥塔玛·塞驰（Ottmar Sirch）认为有可能达到350安培，这个电流现实中仍然显得过高，这相当于交流发电机由黄金制造一样。

赛驰认为，提升电压的做法相对容易一些。他认为未来五到十年，很难避免48伏双电压供电的出现。

虽然给出的时间表跨度相对较大，但是赛驰的表态清楚说明了宝马公司正在尽全力避免上述情况的出现。实际上，宝马公司对欧洲委员会提出的在2020年前将新车每公里二氧化碳平均排放限制在95克的这一建议嗤之以鼻，并且通过安吉拉·默克尔总理，成功游说欧洲委员会推迟并这一限制。

赛驰认为，在10到15年的时间内，轻度混合动力车将被纯电动车取代。全混合供电系统将达到400-800伏 （达到这一电压需要对驾驶员严加保护，风挡玻璃在达到400伏电压时就足以使人的毛发直立起来）。宝马公司一再暗示这已经不是遥远的未来。

似乎可以肯定的是，启停技术还不足以实现严格的二氧化碳减排目标，尤其是全世界采用了统一的更加严格的轻型车测试程序之后，需要有能量再生与电子辅助才能实现。
宝马公司认为48伏与12伏电气系统相比，有潜力将电阻造成的功率损耗降低16倍。这样，电能设备部件就可以使用直径更小的铜线来制作。

48伏电气系统也并非毫无瑕疵。锂离子的老化在低电压情况下就是一个很大的问题。另外，电弧放电也是一个问题。42伏电动车上的电弧问题十分严重；戴姆勒公司开展的一项调查发现，实际上没有办法来完全消除平行电弧放电，但是对线束布线和印刷电路板的位置进行优化可以缓解这个问题。

通过使用断路器可以避免串行电弧放电。宝马公司实验室开展的试验发现，使用50安培的电容器可以缓解电弧问题。尽管不能完全解决这个问题，至少可以防止不断的电弧放电。
赛驰表示，装备48伏电气系统的宝马7系汽车的成本将增加500到1,000欧元，如果产量够大，成本增加会控制在500欧元以内。宝马认为48伏电气系统可能将布线重量减少25-30公斤，尽管这对重达两吨的7系汽车来说不算什么，但是毕竟聊胜于无。

然而总体来讲，宝马公司并非一个情愿的先驱者。转向48伏电气系统的整体规划绝非易事，原始设备制造商需要克服很多困难，几乎涉及到所有汽车部件。宝马公司还在犹豫究竟将哪些车型转为使用48伏电气系统，也许是宝马7系、5系或者3系，但是也有可能是宝马1系和宝马迷你。

赛驰表示，宝马公司将在2020年前完成48伏电气系统汽车的规划，却没有明确指出是哪个车型（很可能是宝马7系车）。但是，在休息时间与蒂森克虏伯(thyssen krupp)公司的一名代表闲聊时，作者得到确切消息，这家公司此前一直在为宝马7系车研制48伏供电系统方向盘，但是，宝马公司最近却取消了报价招标……

                               
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      Introduction and motivation 宝马7系电气系统的提升

沃尔沃
宝马公司一马当先，其它车企也紧跟其后。沃尔沃公司的目标是，未来几年将旗下汽车的平均碳排放降低到每公里95克，将平均负载从现在的250安培降低到200安培。
沃尔沃汽车公司电力推进架构技术团队负责人罗伯特·艾瑞克森（Robert Eriksson）说，尽管48伏电气系统对于纯电动汽车和插电式混合动力车来说仍然远远不够，起码现在业内已经有了“标准”配置，即48伏和12伏双架构，这种配置可以用在轻度混合动力车和微混合动力车中。

WLTP排放标准与新欧洲行驶循环标准（NEDC）相比，更加类似于再生系统。但是，尽管48伏再生电气系统的排放更低，我们仍然不能说其带来的成果是激动人心的。
沃尔沃开发了使用48伏锂电池的S60样车，48伏电动机，48/12伏直流-直流变换器及使用标准S60柴油发动机的48伏电力分配系统，重量增加了5公斤。
在NEDC循环下，二氧化碳排放量从每公里140克降低到131克，在WLTP循环下，二氧化碳排放从每公里155克减少到143克，在0.3秒的时间内，加速能力从每秒2.7米提高到4.2米。

   沃尔沃公司一直在研究轻度混合动力车面临的各种选择，再生系统连接到车轮？还是将环带连接到ICE？车轮连接在刹车时可以更加有效地恢复能量，但是连接到ICE的系统可在时速达到100公里每小时的情况下发挥作用。

  沃尔沃公司还在努力寻找方法将48伏电气系统与现有的12伏电气系统部件整合起来。理想情况下，最好有两套部件，一套12伏，一套48伏，当然，这种做法由于成本高昂而且重量很大而无法实现。

  因此，必须将48伏电气系统作为全新系统，而不是简单的使用四倍电压的12伏电气系统。与宝马公司一样，沃尔沃也发现电弧放电是个大问题，但是在实验过程中，沃尔沃发现直流-直流变换器中的电容器实际上可以消除串行电弧放电问题。

  最后，艾瑞克森强调说，虽然汽车行业目前在12伏电气系统上的开发已经受到很大限制，但是并非走到尽头……

  博世

  与汽车原始设备制造商一样，博世公司开发48伏电气系统的动力也来自于降低二氧化碳排放量，而不仅仅是从NEDC向WLTC进行转变，而且博世公司认为自2018年起，48伏电气系统的发展将迎来高峰。WLTC的转数更少，但减速增加而刹车时间更长，这也是在NEDC条件下二氧化碳排放更高的原因。

  博世公司正在开发一种“推进补偿系统”（BRS），这种48伏下10千瓦的装置可以将每公里的二氧化碳排放减少8-18克。BRS通过低速原理进行工作：在不增加变速装置的前提下降低每分钟转速。

博世认为汽车行业不会完全转向48伏电气系统。

所有的原始设备制造商都在讨论48伏电气系统，虽然大家都在考虑，但是并非所有的制造商打算使用这种系统。而且打算使用48伏电气系统的制造商也不仅仅打算将其用在高档车上，还要用在普通型汽车上。

但是，当博世公司启动机和发电机事业部的伯瑞斯·库赫曼（Boris Kuhlmann）预测2018年前1.25m48伏汽车将要上路，到2020年3.25m的汽车将要上路时，很多人都感到惊讶万分。

里卡多公司（Ricardo）

英国里卡多工程公司也认为未来10到12年间轻度混合动力电气系统的大众化不可避免，因为现在酒店及其它辅助负载正在兴起。
对于里卡多这样一个与耗油量巨大的赛车运动有关的企业来说，48伏电气系统的诱人之处在于可以安装在低端车型上，提高速度，在低速状态下减少油耗，另外还可以减少发动机尺寸，并进一步降低排放。

这个行业的经验法则是，每减少1克二氧化碳排放，原始设备制造商需要付出50欧元的成本，因此，48伏电气系统的客户OTR价格可能增加2,000欧元，这意味着该系统可能成为高端产品。

里卡多公司的混合动力与电气系统事业部的艾恩·怀挺（Ian Whiting）认为，所有必要的部件其实都已发展成熟，比如电池、 逆变器和直流-直流变换器等，但是靠谱的系统成本仍然是个棘手问题。怀挺理所当然的怀疑48伏电气系统带来的10-15%的二氧化碳排放的减少从长远来看是否足够？

当然，48伏电气系统并不一定使用锂电池。目前，里卡多公司正在开展HyBoost 2项目，参加该项目的还有福特公司、法雷奥集团以及先进铅酸蓄电池联合体（ALABC），利用福特福克斯车型中使用的先进的铅酸电池。但是，这个项目并未引起很大关注，因为参与该项目的主要是铅酸行业协会，而不是铅酸电池公司，不过是为铅酸电池做的一个广告而已，主要目的是为了提醒人们“不要忘记铅酸电池”的存在。

怀挺强调说，12伏铅酸电池加上超级电容可以产生10%的能量回馈，但是在转矩协助和48伏电池的帮助下，原始设备制造商可以进一步减少发动机的尺寸。

里卡多公司使用A123电池已经开制作了自己的锂电池系统模块，根据该公司的说法，该系统在车辆正常行驶状态下可以使用八年，行驶120,000英里。尽管不得不将锂电池控制在60-80%的放电深度，怀挺实际上并不关心电池的种类，他所在意的是电池是否能正常工作，而且不用增加很多重量。

                               
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                                   不同车级的市场趋势

大陆（Continental）轮胎公司

大陆公司是一家知名的轮胎制造商，该公司不仅仅生产轮胎。这家德国汽车配件供应商还与韩国SK创新公司成立了一家合资企业，名为SK大陆车用电气系统公司，该公司于2013年投入运营，并开发了一种48伏锂离子车用电池。

合资企业SK大陆公司并未采用行业标准锂离子磷酸锂，而是使用了锂镍钴锰，因为前者的阳极很难处理，电压稳定，而且功率密度相对较低。锰酸锂由于石墨电极的破坏，非常容易老化，而且尽管功率密度较高，钛酸锂被认为很难实现稳定持续的标准。

这家德国和韩国合资企业还选择了袋状电池芯，因为这种电池芯与硬壳电池芯相比较，安全性更高，成本更低，而且容易冷却，但是缺点是寿命较短。

SK大陆公司发现很难为其研发的13-电池芯(6Ah/10Ah) 280Wh/460Wh锂镍钴锰电池系统寻找到合适的集电器，而且导体材料也是一个大问题，因为它在高压状态下容易受到“攻击”。目前还不确定这组电池是否专门为48伏电气系统研发，他们也可能在工业电动车中找到合适的用途。

48伏汽车供电系统大会的小组讨论焦点集中在实施48伏系统的技术与现实中的困难。我们听说汽车用48伏电气系统的架构有无数种选择。
通用汽车公司有自己的技术参数，而丰田公司在某些288伏雷克萨斯车型中使用三种电压。很显然，目前大家都是各自为战，没有一套统一的解决方案。
曾经有一段时间爆发过哪些部件应该是12伏哪些应该是48伏的争论。宝马公司希望48伏的部件能够承受最高70伏的电压，尤其是在启动阶段。

关于如何组成供电系统也有争论。一级供应商在如何设计供电系统方面各有想法。博世公司认为启动发动机不适合安装在小型车上，认为博世BSG（皮带驱动的启动发电机）就足够了。而奥迪由于没有遇到扭矩和可能的冷启动问题，认为启动电动机适合安装在小型车上。

2011年，德国五大车企，大众公司，宝马公司，戴姆勒公司，欧宝公司和福特-沃克公司宣布一项计划，打算开发一种双架构48伏电气系统。LV148技术规格被分发给原始设备制造商和供应商，而且LV148在对反馈结果进行分析后，将进行升级。迄今为止，尚没有统一的48伏电气系统规格。

在向48伏电气系统过渡的过程中，缺少标准是一个大问题。设备制造商认为48伏电气系统的主意不错，因为这样他们可以销售新设备，但是汽车制造商的态度却没有这么明朗。
欧宝公司的克里斯汀·坎茨曼（Christian Kunstmann）甚至公开质疑48伏电气系统是否是最佳的电压水平，尽管业内已经有了需要的48伏技术，汽车制造企业真的想要使用这些技术吗？另外，48伏电气系统的使用寿命尚未得到证明，怀疑的声音仍然很多。

但是，Frost & Sullivan公司的电气系统专家普拉那·萨斯哈兰（Prana Tharthiharan）对48伏电气系统却十分乐观，他可能在寻找机会抨击市场情报公司做出的“算命式”的报告。但是，萨斯哈兰的观点在法兰克福48伏汽车供电系统大会上却显得过时，因为会上透露出原始设备制造商进展缓慢这一消息。

萨斯哈兰认为在3千瓦负载条件下，48伏是一个临界点，他认为2020年将迎来大发展（很多人认为2020年对能源行业来说是重要节点）。48伏电气系统将建立标准，届时将有200万台48伏电动车上路行驶。

                               
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                               设备充电及板网强化功率要求示例

至于电池技术，萨斯哈兰认为AGM铅酸电池的前途无量，但是他也犯了一个明显错误，他认为大众-法雷奥和先进铅酸蓄电池联合体（ALABC）联合开发的“LC超级混合动力”项目用于48伏系统会比锂电池更有优势。阿兰·库帕（Allan Cooper）指出，LC其实是“铅碳”的缩写。

情况并非完全乐观。萨斯哈兰也遗憾的表示现在缺少合适的供应商，他强调说向48伏电气系统的转变主要发生在欧洲，美国的原始设备制造商几乎完全不感兴趣。但是，他也说中国的原始设备制造商和供应商正在积极开发48伏电气系统的电压架构。

                               
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                              EMC用48伏电气系统部件描述

标致雪铁龙公司

在一片喧嚣中，法国的标致-雪铁龙公司2013年1月宣布将在2017年推出“生态-混合动力”车，该车将10千瓦电动机与48伏锂电池整合在一起。但是，在48伏汽车供电系统大会上，标致-雪铁龙公司电磁兼容性负责人却没有对48伏电气系统表现出足够的热情。

萨拉·本海森（Salah Benhassine）进一步阐释了在设计48伏电动车时，电磁兼容性所遇到的巨大困难。

参会代表被告知，向48伏电气系统的转变是电气系统的一项大举措，需要新的印刷电路板、电缆屏蔽、线束等等。

直流-直流变换器和48伏电池需要屏蔽壳体，很难在将其纳入底盘的同时提供保护并大幅减少电磁干扰。连接器需要在全封闭盒子中双面屏蔽（参见图表），做到这点非常困难。
如果没有电缆屏蔽，电流就会进入车门和其它地方，为乘客带来危险。虽然并非不可克服，但是很难降低电磁感应，这需要专门进行研发和合作，因为传统的电缆屏蔽这时已不再起作用。

电磁兼容性问题和更多的研发需要只是48伏电气系统进展缓慢的其中一个原因。目前的48伏电气系统的发展主要受到欧盟排放规定的驱动，这意味着其基础并不牢靠。
正如一位参会代表所说，“现在我们应该开始认真思考48伏电气系统的问题了”，我认为他是对的。

小宝魏

我感觉新能源汽车的市场真正火爆需一下条件。
1、充电站像加油站那样方便（现在国家在支持，但是厂家和电网谁真正是承担充电站的建设者？）
2,、安全性（特斯拉在去年和今年都有安全事故放生，现在人们关心的是安全性）
3、价格
以上条件符合的情况下，才是真正新能源汽车代替传统汽车的时候