汽车电动化、智能化、网联化深化与融合发展促进 “软件定义汽车”的加速演绎和进化。高级别自动驾驶系统带来的高性能图形处理、大算力计算芯片、信息娱乐系统、5G通讯、底盘线控执行机构（以主动悬架、后轮转向为典型代表）等等带来汽车低压系统复杂性和功率消耗激增，汽车电子电气架构集中化、低压配电功能安全、线束轻量化及降本增效成为重要的发展需求。2024年8月29日，由中国汽车工程学会电动汽车产业技术创新战略联盟、智能网联汽车系统架构分会主办、英飞凌科技（中国）有限公司承办的《48V电气架构关键技术及产业链标准化需求》专题研讨会顺利召开。会议邀请来自长安汽车、东风汽车、长城汽车、理想汽车、北汽、广汽、极氪、上汽、奇瑞汽车、路特斯、小米汽车、深向科技等多家整车企业，以及来自电源、电控系统、底盘执行机构、芯片企业等产业链各环节50余位技术专家，围绕面向未来整车混合异构电气架构变革的必要性需求分析、产品导入成本决策平衡、技术开发工程挑战、产业链就绪状态以及标准化需求等问题展开深入研讨。

会议合影

 

会议由汽车电动中心产业技术部部长曲婧瑶主持，演讲环节由长安汽车电子电气架构副总工程师蒋峰、英飞凌芯片技术应用负责人付杰霖、联合电子电子电气架构专家徐孝何、Vicor市场拓展经理陈隽恒、思瑞浦犹家元经理等国内外企业专家围绕系统架构拓扑形态与中远期路径、关键域控制器开发方案、电源模块方案、成本效益分析、亟需修订及缺失标准等问题进行专题演讲。

 

1 整车企业—立足下一代电气平台，成本与价值驱动

汽车历史上的低压负载电压等级的提升和变更，核心驱动力是低压用电功率提升，通过提升电气平台，降低驱动负载电流，进而降低损耗，减小线束直径，实现更小的端子，连接器，PCB等等系统的重量和成本，包含线束制造过程成本，进而实现整车降本增效，但是前提是产业链的成熟和规模化应用，从与会专家观点分享，目前规模化应用时间预计在2029~2030年左右。

从架构形态发展路径看，由于12V电源系统产线链规模巨大且技术相当成熟，而且小功率的用电器（＜50W进一步分析印证）实施48V不产生经济价值；整车电器负载难以从12V系统全面切换48V系统，相当长一段时期内，会是12V与48V并存的局面，同时需要伴随区域、集中式控制架构的迭代具有灵活可扩展性，而不同电气架构拓扑技术路线的选择取决于整车有多少48V应用负载。

 

长安汽车电子电气架构副总工程师蒋峰

 

根据长安和联合电子专家分享，目前主要混合电动架构主流方案有三种，方案一48V一级配电，12&48混合二级配电，主干网为48V, 线束节约成本最多，但是域控制器复杂度最高，整体成本影响最大；方案二12&48V分开配电，部分负载为48V，线束节约较多，原有12V系统零部件影响小，新增一个VIU输出48V,较简单，需要两个高低压DCDC转换器；方案三12&48V混合一二级配电，VIU输入输出均有12V&48V,较复杂。

在整车技术成本价值分析方面，12V升级为48V，第一满足更多功能的功率需求；第二就是长期看降本增效，主要成本降低系统就是线束，基于某车型配置分析，整车线束预估降本500元左右，减重约7~8kg，降本机会点主要集中在底盘域转向、制动、悬架的线束，但是近期看，除了MOS等功率型器件升压后成本会降低，其他类型芯片均存在成本升高，此外需要新增DCDC等器件和防护，系统BOM成本和研发成本都较高。在用户端价值层面是目前制约该项技术产品导入的重大障碍，电气平台和架构“底座”技术无法被用户直接体验感知和愿意付费。但是笔者认为，电气架构是支撑软件定义汽车的基石（良好的底子才有更好的成长可能性和空间），决定平台生命力，延长平台生命周期，在面临开发周期缩短、成本压力以及技术变革不能放松的多重挑战下，企业决策能力面临重大考验。

现场调研结果

 

2 供应链企业—迎接挑战，标准先行

英飞凌针对48V的应用不仅在汽车行业，还在服务器和通信电源领域积累了丰富的48V半导体器件。随着整车功能的增加尤其是线控底盘等技术的发展，低压系统的输出功率要求越来越大，48V电源系统将会成为未来重要的技术方向之一。英飞凌可以为48V应用提供电源芯片，高边开关，Gate Driver，桥驱芯片和MOSFET等半导体器件，还可以提供48V智能配电，HV-48V DCDC，48V-12V DCDC，48V线控底盘控制器，48V热管理控制器等系统级的解决方案。

但48V应用依然面临许多技术挑战：48V电压标准不完善限制了新的48V半导体器件的开发，尤其是耐压标准，原有小功率执行器（水泵等）采用LIN通讯应用在48V平台上急需低成本平替方案，同时48V的爬电距离影响PCB板的设计和半导体器件的封装。从整车角度，48V的电弧检测和抑制更加重要，针对12V和48V混合电源系统，任意一个单点失效不能使48V和12V短路，整车接地和走线设计变得更加复杂。未来英飞凌会针对这些挑战开发更多的48V半导体器件，推动48V技术的发展。

英飞凌芯片技术应用负责人 付杰霖

 

区域控制架构和域控制器是实施48V架构的关键技术，也是Cybertruck得以快速实现48V技术量产应用的基础。联合电子针对区域控制器的适应性设计进行详细方案论证，在硬件层面包含电源转换芯片、驱动芯片、电压隔离设计、散热设计；BSW包括电源芯片、上下电管理、 I/O驱动、 基础诊断、通信适配；ASW层需要进行驱动芯片诊断开发、48V转12V DC/DC开发等等。

联合电子电子电气架构专家 徐孝何

在48V执行负载产业链不成熟的阶段，电源模块是解决混合电气架构的关键环节。Vicor的800V/48V和48V/12V电源模块采用谐振波驱动MOS技术，开关频率1MHz（现有200Hz左右）以上，匹配磁性元件，可以实现高功率密度、高响应速度、高效率、低散热，降低系统EMI，支持多类架构拓扑灵活应用。

Vicor市场拓展经理 陈隽恒

思瑞浦分析国产半导体企业在电气平台发展过程中可能面临的机遇和挑战，提出在数据服务中心已经有48V技术的应用，存在现有产业生态进一步跨界迁移和融合的可能，边界有可能进一步打通。

思瑞浦市场拓展经理 犹家元

 

最后，标准化成为整车、零部件测试验证以及产线升级的关键。原有ISO 21780标准基于混合动力系统提出，系统包含发电机，而纯电动汽车使用的DCDC特性与发电机差异较大，瞬间过压性能要求、供电部件抛负载要求有必要研讨，并且该限制值对于产线工艺影响重大；此外包括短路测试、EMC性能测试等标准化研究需要先行，才能进一步保障产品产业化可靠性和质量。

 

 

48V级别低压电气系统经历过燃油车时代的尝试与应用，已经积累了部分产业化经验，在汽车全面电动化转型和智能化赋能的时代下，势必存在新的工程化实践问题，是否能够成功实施依赖于整车制造商、零部件供应商、半导体公司、以及标准研制之间的紧密合作。产业链各环节的协同作用对于降低成本、提高技术成熟度、加快市场推广至关重要。整车企业作为产业链的整合者，需要明确技术需求和技术产品导入场景，供应商也需要通过技术创新开拓市场，提供差异化的解决方案，推动48V系统在新车型中的应用。最后，中国汽车工程学会电动汽车产业技术创新战略联盟、智能网联汽车系统架构分会会继续搭建沟通桥梁，促进跨企业技术成果分享，推动产品标准化研制，助力汽车行业向更高效、更环保的方向发展。