新能源汽车低压系统换成了48V，为什么还要留12V？

    今年4月，奇瑞和博世签下48V整车架构的量产协议，10月的奇瑞全球创新大会上又展出了原生48V低压电气系统，计划先装在星途的旗舰车型上。零跑、小米也宣布要把整车低压换成48V。可是已经量产的车里，蔚来ET9在48V之外还留着两个12V系统，最激进的特斯拉Cybertruck也没有把12V零件换干净。

    整车换48V，卡住的地方在零件，不在电压。一辆车上几百个用电零件，真正需要48V的是线控转向、线控制动、主动悬架、热管理泵和压缩机这几类大功率负载。车窗电机、灯、传感器和大部分控制器在12V下工作得很好，改到48V要重做功率器件、开关和电源输入端，换来的好处却有限。所以已经量产的方案，都只把大负载上48V，其余零件继续用12V。

    奇瑞与博世48V整车架构合作相关发布现场

    各家的分歧在于怎么留。蔚来ET9留了一张完整的12V网，整车由两个12V系统和一个48V系统组成；Cybertruck取消了12V蓄电池，但音响功放用的是24V，车上还留着用12V电池跨接启动的接口，少数低压零件由48V就地降压供电。奇瑞和博世的方案保不保留12V网，两家目前没有公布。

    这是48V低压系统上下两篇的上篇，讲换电压要付出的代价；下篇讲换来了什么，包括线控转向和线控制动为什么离不开48V、冗余供电怎么接、线束到底能省多少。

    01先分清两种48V

    国内最早量产的48V是轻混。吉利博瑞GE、奥迪A6L这类48V轻混车，是给燃油车加一台48V皮带启动发电机和一块48V小电池，负责启停和助力，整车用电仍然走12V网，两者之间用DC-DC（直流变换器，把一种直流电压转换成另一种）连接。

    48V皮带启动发电机产品示例

    这篇讲的是整车48V。48V成为整车低压电的主干，转向、制动、悬架、热管理和控制器都从48V取电，驱动电机照样用400V或800V的高压。轻混证明了48V零件能够量产，但它只加了一台电机，整车的12V零件一个没动。

    02为什么是48V，不是更高

    电压往上走，电流按比例下降，同样功率下48V的电流只有12V的四分之一。只看这一点，电压越高越好。卡住上限的是触电防护。电动汽车安全标准GB18384-2025把直流60V及以下的电路定为A级电压，超过60V就是B级，要做高压标记、绝缘和防触电保护，和动力电池按同一套要求管理。

    48V是标称值，锂电池充满时接近60V。GB/T45120-2024《道路车辆48V供电电压电气要求及试验》（对应ISO21780）把长期供电电压的上限定在60V，48V刚好压在A级电压线以下。选48V，就是在不进入高压管理的前提下，把电压抬到最高。

    动力电池降至48V，再分支供应48V与12V用电设备的架构示意

    这条路以前有人走过一次。上世纪90年代，行业预计车上的大功率电器会越来越多，比如用电磁执行器直接驱动的发动机气门、取代液压助力的电动助力转向，功率都在千瓦级，12V系统迟早供不上。

    1998年，麻省理工学院和约20家车企、供应商组成的联盟，提出下一代整车电气系统用42V总线（配36V电池）。几年后各家陆续退出，2004年通用放弃了自己的42V项目，同年12月戴姆勒-克莱斯勒和宝马跟进。原因是每一个电气零件都要重新设计，从前照灯灯泡到发动机管理单元，还要加额外的防护，成本太高；白炽灯在12V下本来就好用，42V电路的开关反而更难做。与此同时，供应商把12V系统用的发电机（充电电压约14V）做得功率更大，车上的电器也越来越省电，12V供电重新够用了，换电压的理由就没了。当年被认为非高电压不可的电动助力转向，后来也在12V上做成了。

    这一次的处境有两点不同。电动车本身有一块几百伏的动力电池，48V可以直接从高压降下来，不必再配一台大发电机。线控转向这类负载，12V确实带不动。Cybertruck的线控转向需要约4千瓦，用12V供电，单路电流要三百安左右。上一次，换电压的理由能被更大的发电机抵消；这一次抵消不了。但42V时期遇到的零件问题，一个也没有消失。

    特斯拉Cybertruck采用48V低压电气架构（图片：Tesla,Inc.提供）

    03一个12V零件改到48V，要动哪几处

    功率器件要换耐压更高的

    12V零件里控制电机和负载的开关管，常用40V级的MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管，控制器里通断电流的功率开关）。48V系统长期最高60V，再叠加短时过压和电机断电时的反向电压，器件要换成80V到100V级。同样的芯片面积下，耐压越高的MOSFET导通电阻越大。电流降到四分之一以后，导通损耗通常仍然划算，但芯片选型、驱动电路和散热都要重新设计和验证，换一个料号解决不了。

    80V／100V汽车功率MOSFET封装示例

    开关和插接件要防直流电弧

    触点断开时会拉出电弧。金属触点维持电弧需要的最低电压大约在12到16伏，14V系统正好贴在这条线附近，带载断开时电弧很短，一闪就灭。电压到了42V、48V，电弧能够持续燃烧，直流电又没有交流电那样的过零点帮它熄灭。42V时期的连接器专利里就提到过这种问题，标准端子在42V下带载插拔一次，就可能损坏到无法再用。

    所以48V支路上的继电器、熔断器和连接器，都要按直流电弧重新校核，校核不过的就换型。继电器要看直流分断能力，必要时加大触点开距或加灭弧结构；熔断器可以改用eFuse（用半导体做的电子保险丝，靠芯片切断电流，没有触点）；连接器要校核绝缘间距和带载断开的风险，原有连接器满足要求的可以沿用，不满足的换成48V专用件。特斯拉推出的低压连接器标准LVCS，就按48V的要求加大了触点间距，并把连接器种类减到6种。

    特斯拉LVCS低压连接器标准展示（图片：Tesla,Inc.提供）

    电机绕组要重新设计

    同样功率下电压升到4倍，电流降到四分之一，绕组匝数要相应增加、线径变细，电机本体和驱动板都要重新设计和验证。特斯拉为Cybertruck和电机供应商Brose一起重新设计了48V电机。

    博泽48V混动电机和集成功率电子结构示例

    控制器的电源和通信接口要扛更高电压

    每个控制器的电源输入端都要承受长期60V和短时过压。通信接口更麻烦。48V网里的CAN收发器（控制器之间通信总线的接口芯片）要耐受±80V的总线电压。控制器地线一旦脱开，接口上还可能出现高达70V的共模电压，常规12V器件扛不住。