几十年来，12 V 汽车电源系统一直占据主导地位。然而，汽车制造商正在采取措施利用 48V 技术的强大功能来跟上引擎盖下所有耗电子系统的步伐。这种新的动力水平可能是提高从电动助力转向和主动悬架到自动驾驶系统等所有领域能源效率的关键。其中任何一个都可以消耗数千瓦的峰值负载。
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以更高的电压提供电力具有许多好处，包括更高的功率容量以及通过更薄、更轻和更低成本的布线更有效地分配电力的能力。汽车制造商也在推动将其汽车电源架构重新布线为 48 V，以降低电动汽车 （EV） 的成本和重量，电动汽车 （EV） 将依靠电池供电来驱动所有附件功能。提供更高的电流和电压必将有利于再生制动、辅助充电的电池预处理以及电动汽车中的其他功能。
但 Molex 表示，它仍处于向 48 V 技术过渡的复杂且昂贵的非常早期阶段，该公司最近发布了一份关于新兴电源标准的现状报告。其中一个问题是，从电力电子元件到连接器和电缆，所有部件都必须进行大修，以应对 48 V 的更高电压。最重要的是，工程师还必须解决将所有这些部件集成到现有 12 V 电源网络中的困难，以便不仅最大限度地提高性能，而且最大限度地提高安全性和可靠性。
Molex 的分销业务开发经理兼公司 48 V 专家之一 Kirk Ulery 与 Electronic Design 讨论了 48 V 的困难以及如何解决这些困难（观看上面的视频）。
通往 48 V 的稳健而漫长的道路
特斯拉是少数几家充分利用 48 V 电源的公司之一，从 CyberTruck 开始，它完全消除了传统的 12 V 电源网络，转而采用其全 48 V 配置。虽然这可能是其他汽车制造商的最终目标，但这些公司将希望花更多时间来更换其汽车中的所有 12-V 系统，这些系统已经过严格的可靠性和安全性测试。用 48 V 部件替换它们并将其连接到车辆中需要大量的工程和测试，并且成本可能会增加。
因此，48 V 可能需要十多年的时间才能取代 12 V 成为配电的行业标准。随着技术转变的进行，Ulery 敦促各公司联合起来推出标准设计和模块化组件，以处理 48 V 的更高电压要求。这对于降低成本和制造复杂性至关重要，因为成本与制造复杂性会阻碍汽车中的任何新技术。在短期内，大多数公司将继续使用 12 V 电源系统，因为更换 12 V 电源系统的成本或复杂性仍然太高。
为了弥合 48 V 和 12 V 之间的差距，许多公司都专注于将车辆划分为几个不同区域的区域架构，每个区域都有单独的电源。这使它们能够更灵活地随着时间的推移逐步采用 48 V 组件，同时在必要时节省 12 V 系统。电源管理的本地控制不仅会提高电源效率，还可以降低可能危及系统可靠性的复杂性。尽管如此，工程师必须确保所有这些更改都与传统的 12-V 总线兼容。
存在不同的电压水平（EV 动力总成的高压、高级功能的 48 V 和其他辅助系统的 12 V）需要 DC-DC 转换器来控制不同区域之间的功率流。权衡是，这些电力电子设备会增加汽车内部布线的复杂性，并成为潜在的故障点。在电动汽车中，其中一个 DC-DC 转换器还可以模拟 48 V 电池，将来自主电池组的 400 V 或 800 V 转换为为动力总成供电的 48 V 电池，供附件功能使用。
利用 48 V 克服其他挑战
除了在引擎盖下集成 48 V 电源系统的问题外，工程师还努力应对与更高电压水平相关的其他挑战，这些挑战也可能导致更高的电磁干扰 （EMI）。另一个问题是热管理。例如，工程师必须为 48 V 组件（包括电池和电力电子设备）采用更高效的冷却系统，以防止过热并延长其使用寿命。
Ulery 表示，该公司还在升级其汽车级连接器，以适应 48 V 的未来。新的电力标准可能需要对耐热塑料和特殊金属合金的材料进行创新，以提高绝缘性、导电性和整体耐用性。
此外，连接器中的触点将进行重新设计，以降低接触电阻并提高其电流处理能力。他说，为了获得更高的可靠性，可能还需要更大的接触面积和更紧密的锁定机构和连接器外壳的密封。
目前市场上的一种产品是 Molex 的 MX150 中压连接器系统。它可以处理高达 60 V 的电压，支持使用更细、更轻的电线，以减轻重量和成本，同时提供 48 V 的高性能。
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