Cybertruck 上首次搭載的 48V 電氣架構 " 火了 ",馬斯克随後的一波 " 操作 " 更是驚呆衆人。
如果說,特斯拉最出名的流量車型是什麽?那一定非曆經四年跳票無數次的 Cybertruck 莫屬了。
在前幾天 Cybertruck 的交付活動上,馬斯克也終于展示出了這台皮卡的更多細節。不鏽鋼外骨骼車身、強大的載貨能力、線性轉彎能力、零百公裏加速 2.7 秒,甚至發布會上還有一段 Cybertruck 拖拽保時捷 911 的橋段。不得不說,整活這一塊,還得看馬斯克。
而熱度随之發酵的,還有這次特斯拉爲 Cybertruck 準備的各種黑科技。最近幾天,其中一項技術更是引起了業内外的廣泛讨論,那就是在 Cybertruck 上首次搭載的 48V 電氣架構。
有意思的是,馬斯克還公布了該專利的系統設計圖,并且貼心地給各大車廠奉上一份 " 使用說明 "。随後,福特 CEO 吉姆 · 法利還就此向馬斯克表示了感謝,并高度評價該行爲利好整個汽車行業。
一時之間,48V 電氣架構成爲車圈的熱搜頂流,極力追捧者有之,不明所以者亦有之。那麽,這項技術到底有何魅力,能讓很多業内人士發出了該技術将引領行業新趨勢的感歎呢?
48V 架構改變了什麽?
首先,在這裏要明确一個概念,這裏提到的 48V 電氣架構,并非當下新能源車企時常談及的 "800V 高壓平台 ",或者是其他與之類似的概念。
通俗來講,這裏出現的 48V 指的是給車内設備供電的那塊電池的輸出電壓,而不是驅動車輛的那塊主動力電池的電壓。
最早的時候,汽車剛出現時,其實是沒有電氣系統的,年紀大一點的車友應該對于老解放汽車那種手搖式啓動還留有印象。而直到 1918 年,人們才開始在汽車中加裝 6V 電氣系統,那時這 6V 也主要是爲了給發動機點火用的。随後在 20 世紀 50 年代,該系統升級爲 12V,也就是用 12V 的車載電池爲照明、車載娛樂、電子控制單元和其他小功率電子設備供電。
直到今天,盡管電動汽車的主動力電池都已經升級了高壓系統,但是對于主動力電池系統之外的輔助電池系統很多還停留在 12V。
也就是說,如果你想在車上燙火鍋,你要去找驅動車輛的那塊主動力電池,它的外放功能可以支持戶外的電器用電。而相比傳統的 12V 架構,48V 電氣架構提升的,更像是你筆記本電腦的電源選項,從節能變成了高性能。但再 " 高性能 ",你也不可能用電腦的電量來燙火鍋。
要說在概念上,特斯拉的這個 48V 架構更貼近于很多傳統車企的 48V 輕混系統。以空調系統爲例,雖然在 48V 輕混的邏輯下,12V 低壓依舊同步存在,但像空調這樣的 " 用電大戶 " 可以單獨納入 48V 的工作範疇,使内燃機車型也能獲得 " 空調自由 "。在類似的輕混結構試水中,奔馳、寶馬、奧迪、豐田、本田以及部分中國品牌都陸續有所涉獵,而伴随傳統主機廠動作的還有博世、大陸、法雷奧、舍弗勒等供應商大廠。
但随着主動力電池的升級,像空調這樣的設備可以直接接入動力電池供電,也就不需要單獨爲這類設備開個 " 專線 " 了。而這次特斯拉要做的就是把所有車上的電能 " 用戶 ",都納入到 48V 的工作範疇之中。
而之所以這樣做,主要是因爲在傳統 12V 架構中,接線和組件必須更大、更重才能處理高電力負載。而特斯拉的 48V 架構可以更有效地适應高負載,從而減少布線的尺寸和重量,特别是對于低功耗組件,這意味着更好的車輛效率、操控和更低的能耗。
功率 = 電壓 * 電流,這個最簡單的公式足以道明一切。電壓不變,加大電流固然可以增大用電功率,但同時又會使線路發熱,帶來了更多能量損耗。所以就需要加大電壓,從而達到優化線路和降低能耗的目的,這和我們日常生活中高壓輸電的原理是一樣的。
特斯拉爲什麽要搞 48V 架構?
其實從 2021 年開始,特斯拉就開始将 12V 鉛酸電池,改爲 12V 锂離子輔助電池,不僅更輕更小,重點是理論使用壽命上可以跟汽車一樣長。雖然目前一些大型車輛已經在使用 24V 系統,但 48V 系統在汽車中仍然是一種罕見的解決方案。
上文也介紹過了,整個汽車産業上一次升級低壓電池系統的電壓,都是 70 多年前的事情了。也正因如此,汽車行業長期使用 12V 電氣系統,大多數現有的汽車電子設備、配件和系統都是爲 12V 設計的,所以繼續使用 12V 系統可以确保與标準化組件和設備兼容。
換言之,12V 的電氣架構在過去 70 年間其實都是夠用的。既然如此,爲什麽特斯拉要在 Cybertruck 上徹底抛棄 12V,全面改用 48V 架構呢 ?
從技術本身來看,電壓由 12V 升級到 48V,理論上通過的電流就會更小,能夠減少傳遞過程中的損耗,并降低溫度,同時還能減少對線材直徑的需求,允許使用更細的電線以節省重量和成本。
而從整個造車行業的趨勢來看,12V 系統承載能力目前已經幾乎達到極限,需要構建電壓更高的電氣平台,才能滿足車載系統上不斷增加的智能化和舒适化的體驗需求。
所以,無論從降本增效還是智能化發展的角度出發,48V 架構都是未來的大趨勢。
就比如當下大火的智能輔助駕駛系統,就需要更高的算力支持和更敏銳的感知系統,再加上 4G/5G 傳輸也需要可靠的功率。此外,自動輔助駕駛執行部件,線控轉向和線控刹車需要冗餘的功率來保證。而時下流行的 " 超大屏 "、大功率音響等娛樂系統更需要足夠的功率。
除此之外,特斯拉還有一些自己的 " 小盤算 "。此前,有業内人士在投資者日與特斯拉高管進行了交談,他表示,特斯拉擁有自己的 " 秘密 " 配件團隊,緻力于開發專門針對 48V 架構的産品,例如照明、絞車和空氣壓縮機等。
這些産品旨在與 CyberTruck 系統無縫協作,爲客戶提供根據車輛功能量身定制的各種高品質配件。 而這種爲 48V 架構的 " 私人訂制 ",也讓特斯拉未來的産品,在配件和附加組件方面具有更顯著的優勢。
簡單來說,有了足夠的功率支撐,以前車内裝不上的 " 黑科技 ",特斯拉在上線 48V 架構之後可以更加 " 肆無忌憚 " 了。
現階段有必要上 48V 嗎?
既然如此,過去 70 年汽車廠商爲什麽不去做 48V 電氣架構,是因爲有技術難關尚未突破嗎?
其實,不是大家不想做,或者說有技術難關,畢竟原理就 " 功率 = 電壓 * 電流 " 而已,又能困難到哪裏?究其根本還是沒有必要,既然 12V 夠用就先用着,誰也不想爲了升級電氣架構承擔額外的成本,并且還得升級配套部件。
而且,對于之前的燃油車來說,想要一口氣将低壓系統拔升至 48V:如果繼續堅持鉛酸體系,那麽對空間的侵占是毋庸置疑的;而如果替換锂電,發動機艙的高溫工作環境,又會出現相應的安全問題,綜合來看就更加沒有必要。
因此,盡管 48V 電壓系統一直被視爲汽車行業的未來,但目前使用該系統的車型仍然較少。
就像近來人們普遍關注的 800V 高壓平台一樣,能夠更好地解決續航焦慮是它的優勢。但随之而來的制造、配套成本提升,也讓這場關于 800V 的 " 軍備競賽 " 更顯激烈。
而要改變汽車系統電壓這件事,可不是換塊電池這麽簡單。首先,48V 系統需要更強的電池,尤其是锂電池,以實現高性能、小體積和輕重量。其次,車載低壓設備需要升級至 48V,這涉及到音響、車燈、喇叭、雨刷、車機、電機、電磁閥、開關、ECU 等一系列設備的升級改造,且需要考慮其電磁兼容性。這些都是大部分車廠不太願意去做的客觀阻力。
畢竟,由于造車行業普遍依賴第三方供應商,傳統汽車制造商在全面采用 48V 架構方面進展緩慢,而第三方供應商自然也不願意去生産新系統電壓的配套組件。
而特斯拉則截然不同,其垂直整合、制造能力以及公司結構,賦予其較高的 " 自由度 " 和敏捷性,能夠在内部設計和生産自己的高度集成組件,從而能夠快速過渡到 48V 系統。
至于說,馬斯克免費公布設計專利圖意欲何爲?
其目的固然有推動整個電動汽車生态加速發展的希望在其中。但更多的還是借此 " 引誘 " 供應商入局 48V 架構的組件生産,從而降低自身的供應鏈成本,進而寄希望于引領相關業态的技術标準。
日前,馬斯克就在接受知名汽車專家 Sandy Munro 訪問時表示,在 2025 年之前,Cybertruck 不會對特斯拉的财務産生重大影響,預料該車在 2024 年的總交付量僅占一小部分。或許這也意味着,馬斯克并不看好 48V 架構短期内在行業的泛用性,更多的還是将 Cybertruck 的交付當成一種 " 抛磚引玉 ",給未來的更多車型做好鋪墊。
而對于各大車企來說,現在有了特斯拉提供的 " 使用說明 ",或許也會對 48V 架構動起心思。
至少現在積極響應的就有福特一家了,畢竟傳統車企大部分處于轉型的陣痛期,在接下來兩年開發全新一代的電動汽車,趁此機會重新調整技術路線跟零件,也不失爲一個好選擇。