48V电压系统概念最初在2011 年由德系五大厂商Audi、BMW、Daimler、Porsche、VW共同提出，主要为满足欧盟委员会对于二氧化碳(CO2)的排放规定，相较于纯电动(BEV)受制于电池系统的高售价及充电站基础设施普及、重混车(HEV)因高电压系统所需额外增加的电气安全保护措施而增加的复杂度及成本，48V 电压系统是一个兼顾减少二氧化碳排放的低成本解决方案。然而，一直到 2016 年，世界首款采用 48V 电压系统的轻混车(MHEV)才实现量产。

目前全球的乘用车CO2排放规范仍以欧盟在2020年的95g/km排放量最为严苛，不仅如此欧盟已进一步规范2025年较2020年基准下减排 15%(相当于81g/km)及2030年较2020年基准下减排 37.5%(相当于 59g/km)。

以 2020/2021年规范来说，每多1g排放量将对当年度销售的每辆新车罚款 95 欧元，对于以欧洲为主要市场的厂商来说，将形成巨大的压力。以德国 VW Group为例，2018 年平均二氧化碳排放量为122g，以其车队平均重量换算 2020年目标为 96g 仍有 26g的差距，粗略以其 2018 年欧洲市场乘用车新车销售 366 万辆换算，若未再进一步缩减碳排量将会被处以高达 90 亿欧元的罚款，相较于 大众集团 2018 年的营业利润为 139 亿欧元，侵蚀利润高达65%，这将对企业的正常运营形成巨大的威胁，因此48V系统在排放标准严苛的欧洲渗透率非常高。

同样，在我国随着政府对汽车的能耗和排放要求日益严格，国内的车企想要满足“2020年新车平均百公里油耗不超过5L”和“双积分”管理办法等相关法规的要求，大量的车企将会选择混合动力技术路线，届时48V系统作为低成本解决方案，将会有更加广阔的市场空间。

全球乘用车CO2排放目标

一般乘用车发电机发电量大约在 40-120A，12V电压系统需要支持整车持续性的电子负载(如电子加热系统、车辆冷却风扇、挡风玻璃加热系统、车载娱乐等)以及临时电子负载(如车窗及座椅调整电机等)。

近年来车辆上的执行装置逐渐由机械或液压驱动转换为直接以电力驱动，如动力辅助转向由发动机驱动的液压助力转向升级为以电机驱动的电动助力转向等，不仅可以增加能源转换效率，同时还可减少所需零组件体积。

随着车载电子产品越来越多，所需的负载功率也随之上升，为了满足大量新增的用电设备需求，以 BMW 7系列为例，其发电机最大发电量高达250A。然而除了在传统配备驱动方式转换外，为了提供较佳的动力表现、乘客舒适性或是各类先进驾驶安全辅助需求，12V铅酸电池及发电机电量已不足以负担更多的电力供应需求。

当车内系统电压从12V 提升到48V时，在个别车用负载功率未提升的状态下，电流降为原先的25%，此将影响所用的电气线束规格(截面积)从而减轻重量及成本；此外当车内零组件由液压转换为电力直接驱动后，所减少的液压组件或驱动皮带等，将进一步减轻整车的体积及重量，进而增进燃油效率及减少尾气排放。 

48V 电压系统的基本组成零组件包含：48V电池系统及12V/48V直流电压转换器，用以在12V铅酸电池和48V电池之间的升降压转换。原则上，车内的所有电气配备皆可从12V转换成48V电压，然而这样将全面更换车内系统的电气规格、车辆内线束的使用规格及走线配置，将牵涉到所有零组件供应，影响层面过大。

因此在48V MHEV的初始导入阶段中，车厂采用12V及48V电压同时并行的架构，且仅将大功率消耗及具明显效益的系统及配备转换成48V电压。在48V电压系统导入阶段中，切换成48V电压的车内系统应用可包含动力系统、底盘系统及提供驾乘舒适性系统。

动力系统与车辆燃油经济性和降低排放直接相关，为所有供应48V电压MHEV的基本应用，其主要为动力电机、提升发动机输出性能或减少有害物排放的零组件。

1. 动力电机

动力电机为48V动力系统应用中的关键零组件，而其导入及配置(系统整合方式)则为各家供应商关键技术，不同的配置位置（ P0-P4构型）可为车辆带来不同程度的电力辅助驱动及制动能量回收能力。

P0 位置为与引擎以皮带串联的皮带驱动启动发电机(BSG)是最容易与现有发动机动力系统整合的架构，可提供制动能量回收、滑行/怠速启停、助力等九大功能，根据电机的功率大小和整车重量，可节省大约8%-15%的油耗。

P1 为电机在离合器前的整合式启动发电机(ISG)，消除皮带的限制，可提供更灵活的功率输出。

P2 可区分为马达与变速箱输入轴整合或与变速箱整合两种形式，除了可提供制动能量回收、滑行/怠速启停功能外，还可有限度的以电机直接提供动力使车辆行驶，可节省大约10%-22%的油耗。

P3/P4 则是马达置于变速箱输出轴/或驱动轴上，可提供不同行驶情况下的动力输出表现，并在低速下直接以纯电力驱动输出，可节省达 10%-25%的油耗。

以目前汽车厂商及供应商提供的48V电压系统电机来看，P0构型为最普遍的，与现有系统整合最简易且导入成本最低，搭载车型如 Audi A8、Mercedes-BenzC200；P2构型虽增加整合的复杂度及成本，但可降低更多燃油，并提高动力输出表现，为成本/效益较佳的选择，供应厂商如Schaeffler、Valeo、BorgWarner等；而P3 以上系统复杂度及成本增加，但可增加制动能量回收能力及提高纯电力电机输出。近来亦有供应商提出在 48VMHEV中采用双电机构型，如P0+P2、P0+P3或P0+P4的概念，以P0构型电机提供较佳的怠速启停舒适度并搭配 P2/P3/P4 强化的制动能量回收及低速纯电力驱动，以节省燃油消耗及降低CO2排放。

2. 其他采 48V 电压的动力系统相关零组件

电动增压器(E-Booster)：在发动机初始运作阶段或在低转速而尚未建立足够的发动机排气压力驱动涡轮增压器时作动，以消除在刚加速时的迟滞现象。一般电动增压器功率大约在3kW-7kW，比如Audi SQ7 的Electrical Supercharger 约消耗 7kW 功率，若维持电流 145A 不变，12V 的电压仅能提供1.75kW 能量而不足以驱动电动增压器。

电动加热催化剂(Electrically Heated Catalyst)：发动机工作会产生 NOx 排放，一般用以尾气处理的催化剂需在一定温度下才能达到最佳转换效率，以往都是发动机排放的高温气体加热到达该温度，但在市区交通情境下，具怠速启停功能的车辆会频繁地关闭/启动发动机，而使得发动机的排温不足以使催化反应达到良好转换效率，反而排出更多有害氮氧化物(NOx)，因此通过瞬时额定功率约 3-3.5kW 的电动加热催化剂载体，得以使催化剂转换处于最佳工作温度区间。

废气循环泵(EGR Pump)：与涡轮增压器搭配的废气循环泵，可控制再循环至发动机燃烧的排气量，以减少 NOx 及 CO2 的排放以及燃油消耗。通过48V电机驱动，可不受发动机转速影响，达到整个运转区间内更精确的流量控制。

Eaton EGR Pump

底盘系统的电子化，可在系统内零组件需要被驱动时才使用电力，相对液压系统可增进系统的能源使用及转换效率，除此之外，电机在驱动元件时，反应速度较液压系统快，可立即适应动态需求做调整，由于个别底盘系统元件需要适应高度动态及突然的行驶情境，使得其驱动功率峰值时可达千瓦(kW)等级，12V电压系统已无法同时满足这些零组件的负载需求而限制其最佳效能输出，采用48V电压不仅可满足动态、峰值的负载需求，并可降低零组件及线束上通过的电流进而减少在电力传输中的能量耗损，包含主动式侧翻稳定装置、主动悬挂、电动助力转向系统、后轮转向系统、车身稳定控制系统等，都是车企评估转换为48V电压驱动的主要标的。

主动式侧翻稳定装置(Active Roll Stabilization)：在行驶不平的路面上或转弯时，主动式侧翻稳定装置的电机(最大功率约1.5kW)分别将串联两侧前/后轮的前/后轴防倾杆分离并相对扭转，使得车身能够保持水平并平行于路面。相较于传统的液压系统，电动式的侧翻稳定装置不仅动态反应更加迅速且可在低速时驱动。

VETRElectro-mechanical Active Roll Stabilization

电动助力转向(Electric Power Steering，EPS)：电动助力转向系统在一般直线道路行驶平均约消耗 0.03kW 功率，然而遇到突然转向时最大功率将可达 1kW-1.4kW，若是3.5吨的轻车可达2kW，若采用12V电压则电流达170A。在采后轮转向并同时配备ESC的车辆中，转向系统需同时控制前后轴，因此将有更高的电力需求，导入48V电压可降低电流负载。

主动悬挂系统(Active Suspension system)：以Audi A8 的主动式悬挂系统为例，每个车轮内皆配备一个以 48V 驱动的马达，当行驶在不平整的道路上而使车身往下对车轮施力时，该系统皆会施加作用、将能量回收并回存于 48V 电池内。48V电机的平均功率大约在 10-200W，低于同类型的液压系统，但在极端的行驶条件如赛道中，亦可能产生峰值达6kW的负载需求。

奥迪A8主动悬挂

提升驾乘舒适性应用包含车窗除霜/除雾器以及加热通风空调系统等。通常除霜/除雾的功能需求在短时间内可以达到效果，此增加零组件驱动功率的峰值可达 1kW以上，尤其当发动机未启动时，无法使用发动机的热量，除霜/除雾器的使用频率将更加频繁，将加重原有12V电压系统的负载。传统空调压缩机透过皮带由发动机驱动，仅能在发动机运转时运行，而混合动力车或纯电动车所采用的电动空调压缩机，则可在发动机关闭时独立运行，大约消耗1.8kW-2.4kW，目前已有Mercedes-Benz S 及 E 系列 MHEV搭载48V 的空调压缩机。 

应节能降耗需求，混动汽车的发展势在必行。相较HEV、PHEV、BEV，48V MHEV可在现有的动力总成上进行扩展开发，难度低、周期短，是可灵活的逐步扩展更多 48V电压应用，提供消费者更佳的动力输出、驾乘体验却又能符合法规要求的经济型解决方案。目前，除了以往在推广导入48V MHEV 最为积极的德系厂商 Audi、Mercedes-Benz 外，亦可看到其他合资品牌如现代、起亚、FCA、Ford 及自主品牌吉利、长安、江淮等，皆推出48V MHEV车型。可以预见，当越来越多多厂商投入资源推广48V MHEV及市面上越多48V MHEV车型提供消费者选择时，48V MHEV将有机会成为未来市场上的主流车型。