2017年中国48V微混系统行业发展概况分析及其市场空间分析（图）

48V微混系统 2017-06-02 05:52

48V微混系统概况

48V微混系统发展历史

开创阶段：汽车首次引入蓄电池。1918年，汽车制造商首次将蓄电池引入汽车供应链中。1920年，随着起动机的诞生，电压等级仅为6V的蓄电池获得了广泛应用。由于内燃机排量的增加以及高压缩比内燃机的出现，6V蓄电池已经不能满足功率需求，1950s蓄电池电压等级开始向12V进化，直到今天，12V电压系统已经统治行业长达60多年。试错阶段：重置成本高昂，42V系统夭折。1988年，人们对于驾乘体验及汽车电子化的需求越来越强烈，SAE（SocietyofAutomotiveEngineers）提议把标准电压提高至42V。一方面受限于当时的技术水平及现有稳定供应链体系，另一方面42V系统极具革命性的变革意味着从功率半导体和开关到IC，从有源元件到传感器，甚至灯泡均需要重新设计并调节到更高的电压水平，高昂的电气零部件替换费用以及潜在风险让汽车制造商望而却步。即使随着电气设备的增加，电池已经不能满足车身设备的功率需求的情况下，汽车企业仍采取了切断大功率负载的方法来降低电池的负荷。因此，42V系统并没有得到广泛推广，至今汽车主流系统仍是12V系统。

成长阶段：车载负载需求升级+最强排放法规来临，国际巨头联合推出48V微混系统。受目前车用电器复杂化与数量增加化的趋势，特别是12V系统在引入启停系统之后，基本已经达到了功率输出极限。目前，常规的乘用车轿车是12V，商用车是24V，如果将电压提高一些，整个系统的性能将有较大的改善。按照电压等级的规定，超过60V安全极限极限后，汽车的系统设计就必须考虑乘客的安全性，设计的复杂度及成本就大幅度提高了。但是低于36V效果又不很明显，所以在36V和52V之间就形成了一个可以兼顾安全和功能的折中方案。因此，2011年，Audi，BMW，Daimler，Porsche，Volkswagen联合推出48V微混系统，并在随后发布了48V微混系统规范LV148标准，以满足日益增长的车载负载需求，更重要的是为了迎接2020年严格的排放法规。

48V微混系统实例

资料来源：公开资料整理

48V微混系统LV148标准

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48V微混系统是在12V系统的基础上，增加一套48V的混动系统而成的，即同时搭载48V锂离子电池和12V传动启动电池。其中，12V网路负责处理传统负载，如照明、点火、娱乐与音响系统等。48V网路负责支持主动式底盘系统、空调压缩机以及再生制动系统等。48V微混系统主要由助力回收电机、电力转换单元和动力电池三个核心零部件组成，具有启停、能量回收、加速助力、电动爬行等功能。

48V微混系统架构图

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48V微混系统电气网络典型连接图

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48V微混系统主要零部件简介

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48V微混系统有2种结构形式，包括双轴并联低度混合式（BSG）和单轴并联中度混合式（ISG），均可实现制动能量回收、发动机快速启动、关闭和发动机辅助牵引动力功能，从而改善汽车燃油经济性、降低尾气排放。其中双轴并联低度混合系统BSG电机功率等级小，约为单轴并联中度混合系统ISG的2/3，相应的节能减排效果和成本也约为单轴并联中度混合式系统的2/3。两种结构都是可应用的，关键是零部件厂商和整车厂的技术选择。

48V微混系统结构形式之BSG

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48V微混系统结构形式之ISG

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滑行启停、能量回收、电机助力及电爬行（纯电驱动）是48V微混系统四大核心功能。

滑行启停是指车辆在滑行过程中（松开油门踏板、制动踏板）切断发动机动力使其熄火、断开传动系统，既能节省燃料又能增加车辆滑行距离；同时，在车速较低或者踩刹车时，通过助力回收电机快速启动发动机、回收能量。

能量回收是指当驾驶员制动车辆时，助力回收电机通过发电扭矩回收制动能储存能量。

电机助力是指当驾驶员的需求扭矩超出当前发动机可提供的扭矩上限时，助力回收电机提供额外的扭矩/功率用于加速助力。

电爬行是指在车辆低速行驶动力仅由电机提供，不启动发动机，例如可在城市道路拥挤的情况下显著降低汽车排放。

48V微混系统核心功能之滑行启停

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48V微混系统核心功能之能量回收

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48V微混系统核心功能之电机助力

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四大功能助力48V微混系统节省油耗。一是48V微混系统发动机启停速度快，仅需几毫秒，结合高效储能电池，可实现整车4-5%的节油；二是48V微混系统利用能量回收可将车辆制动或在挡滑行时的动能，智能转化为电能储存，最高可实现整车5%的节油；三是电机助力，当车辆在行驶过程中，48V微混系统进行智能评估换挡，再合理分配发动机和电机输出扭矩，这样就能使发动机在更多的在经济工况区工作，在提供助力的同时，最高可实现整车5%的节油；四是电爬行，48V微混系统在车辆低速行驶动力仅由电机提供，不启动发动机，例如可在城市道路拥挤的情况下显著降低汽车排放，可实现4%的节油。

48V微混系统节能效果

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综合优势显著，堪称性价比之王

低增量成本，高节油效果，48V微混系统以约20%的成本实现高压混动车40-50%的节油效果。目前，国内外主要节油技术集中在发动机技术、变速器技术、混合和电池电动技术、附件技术和轻量化技术五大方面。从节油效果来看，混合和电池电动技术远远超越其他同类技术，节油效益非常显著。而搭载48V微混系统的传统内燃机车预计节油率达到10%-20%，相较于其他节油降耗方案，比如涡轮增压增量成本1600元下实现节油率5%左右、深混系统增量成本在2万-2.5万元下实现40%的节油率，具有高性价比的特点。同时考虑国家对纯电动和插电混动乘用车补贴力度的降低，逐渐削弱其价格优势，将凸显48V微混系统的燃油经济性的优势。

各主要节油技术及其效益与成本对比

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目前，越来越多的车型采用涡轮增压，但涡轮增压器有一个弱点就是“涡轮迟滞”，动力要在加速动作后的1~2秒内才能跟上来。48V微混系统动力输出仅需几毫秒，很好的解决了这个难题，目前该系统最高可帮助车辆提升20%的加速性。另外，48V微混系统由于点火时间更短，噪音和震动大幅减小，提升了乘客的驾乘舒适性。在车辆启动阶段，48V微混系统中皮带式起发电一体机可提供大功率输出，快速带动内燃机曲轴，使车辆启动非常迅速，并且消除了12V启停系统的抖动现象，驾乘者几乎感觉不到车辆在启动。而在汽车从静止起步时，该系统可以为车辆提供短时低速纯电动行驶，特别是在市区拥挤道路行驶的时候，不但具有节油效果，还消除了内燃机不断启停带来的不舒适。

48V微混系统优势显著

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电子增压+后轴驱动，技术组合提升综合性能铸造性价比之王。

48V微混系统是一套系统解决方案，不同先进技术的组合将不断提升系统的节能效果和动力性能。48V微混系统与48V电子增压器的组合，使得内燃机更加小型化，同时扭矩输出也更大，变速箱的换档策略得到改善，其节油效果可达到20%以上，甚至更高。此外，48V微混系统还可和“后轴驱动电机”集成，最大程度地回收了车辆制动能量并将其储存在48V电池中，使其能为车辆再利用。回收的能量主要用于：通过起动机，增加发动机的扭矩输出；通过电子增压器，在车辆加速阶段，发动机动力输出最大化；纯电模式下行驶以及当车辆抓地力不足时，通过48V微混系统和车辆后轴的连接，提升车辆性能，有效地将车辆转为四驱模式。电子增压+后轴驱动新型技术与48V微混系统的有效组合，使得该系统有机会在更严苛的油耗及排放法规下走得更远。

48V微混系统市场空间

48V微混系统市场空间有望达到750亿元。我们预计48V微混系统进入大批量生产是在2018-2019年，大规模推广会到2020年后。假设2020年汽车年销量达到3000万辆，50%的汽车将配置48V微混系统，按照5000元单车价值计算，48V微混系统的市场有望达到750亿元。48V微混系统的关键核心件包括助力回收电机、电力转换单元、动力电池。我们认为在其长期持续发展的趋势下，三大核心部件供应商都将迎来黄金发展机会，预计其在48V整个系统的占比分别为35%-40%、20-30%、35%-40%左右，所对应的关键核心件的市场容量将分别为300亿、150亿、300亿（按照最高区间计算）。

48V微混系统各部件成本占比