钜大LARGE | 点击量：567次 | 2021年12月25日
从储能再论48V 电池升级终难逃安全“魔咒”？
近期，汽车圈有关48V微混系统的讨论骤然增多。究其因，无非是因为这一号称“低成本节油技术方法”的低混合动力系统，可以帮助车企有效缓解节能减排的重压，与此同时，众多零部件厂商相关量产计划的先后公布，也使其一时间迎来诸多关注。
在此前文章《48V节油率最高可达20%三大因素推高行业预期》中，笔者对48V系统的节油关键进行了详细的阐述。结论是，该系统之所以拥有高达20%的节油率，重要是基于制动能量回收、启停/滑行时停机以及加速辅助、热管理这三大因素的共同推动。而纵观这三大环节，我们不难发现，有一项技术始终贯穿其中，那便是储能技术。
储能技术的提升
在48V微混系统进入大众视野之前，12V起停系统已经风靡了相当长的时一段时间，作为一套能自动控制发动机熄火、点火的系统，其能在短暂停车情况下，实现发动机的自动“休眠”，从而达到节能减排的目的。然而随着高新技术及其装置在汽车上的广泛应用，12V系统已不足以满足其用电需求。
48V系统使这一状况得到了有效改善，鉴于48V电池及其相关部件的使用，这一系统在储能方面大大超越了12V系统，也使其除自动起停功能之外，还具备了发动机停机滑行、滑行与制动能量回收、加速助力和电巡航等功能。
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
那么，12V起停系统与48V混动系统的储能技术究竟有何差别？
普通的12V起停系统通常采用吸附式玻璃纤维隔板（AGM）电池，其能够使该系统在汽车停止时关闭发动机，可最多节省5%的油耗。江森自控能源动力业务技术及行业关系集团副总裁玛丽安·莱特（MaryAnnWright）近日在接受盖世汽车记者采访时表示，与传统蓄电池相比，AGM电池的技术更加先进，能更好地应对发动机频繁启动的压力，以及汽车不断上升的电力负荷。
而搭载12V锂离子电池的先进起停电池系统较传统机动车系统最多可以减少8%的燃油消耗，较普通起停电池系统最多可减少3%的燃油消耗。同时，这一电池系统也能够为车辆供应更高电量和负载管理空间。以江森自控为例，其在AGM电池基础上再配对一个小型的锂离子电池，通过新增发动机关闭次数，支持回收制动出现的能量，从而优化起停系统运行性能。而整车厂则通常会安装一个更大的电机，以更充分利用制动能量。
48V微混电池技术的工作原理与12V锂离子电池系统相似，其由一个48V锂离子电池配合一个AGM电池、一个电动发电机（代替起动机/发电机）、一个直流稳压装置以及48V电网组成。这一系统能够支持电源配件及实现包括电涡轮增压等各项功能，并为整车厂节省较高的燃油消耗。同时，48V系统还支持涡轮增压装置，有效缩小发动机尺寸、实现自动驾驶及主动安全功能。
江森自控的48V微混电池系统采用的是双电压结构设计，即在一辆汽车上搭载两个电池：48V锂离子电池与12V传统起动电池。48V电池可以向更高功率的负荷供应电力，例如汽车空调、底盘主动安全系统和制动能量回收。该电池能够进一步减少燃油发动机的工作量，从而达到节省燃油的效果。12V电池可为汽车起动、车内外照明和娱乐系统(如收音机和DVD播放器等)持续供应电力。
要指出的是，想要48V系统最大程度实现储能，还要能量回收系统的配合。通常情况下，48V微混系统涵盖了48V动力锂电池、助力回收电机以及电力转换单元等，而具体的能量回收过程可以概括为：助力回收电机协助进行制动能量回收后，由电力转换单元将动能转化为电能，并最终存储到电池中。相关数据显示，仅能量回收功能就可以降低大约7%的油耗。以博世为例，其已经实现48V助力回收电机（“BoostRecuperationMotor”，缩写为“brM”）的量产。据悉，该电机的最大功率为9.7千瓦，峰值扭矩达56牛·米，发电功率为11.5千瓦，其配合电力转换单元以及48V动力锂电池，可以实现滑行起停、能量回收、电机助力以及电爬行等。
电池的安全性问题
毫无疑问，业界的一致看法是，未来电池一定是向着高能量密度、高功率、长寿命的方向发展。而这一切的基础，则是电池的安全特性。48V系统的动力锂电池一般采用锂离子电池作为重要储能单元，因为它相比传统的蓄电池输出功率更大，使支持数量更多、功率最大的用电设备成为可能。然而与此同时，人们也在担心其安全性是否能够得到保障。
不过，这被技术专家们认定为不必要的疑虑。
首先，通过先进的制造工艺和质量管理体系，加诸一系列的性能验证以及安全实验，相关电池制造商如今已经能够保障12V以及48V微混系统用动力锂离子电池的可靠性及安全性。此外，上述两种电池体系同样具备电池管理系统BMS、可靠的机械设计、成套的电池系统管理软件以及电池热管理系统等，可以有效防止对电池的不当使用，有效提升电池的可靠性以及安全性。
另一方面，从当前已经推出的混合动力汽车来看，其搭载的电源系统大多超过100V，但在安全性上却并未“打折扣”，何况48V远低于这一数字。MaryAnnWright还进一步表示，低压技术与新能源汽车所用的储能技术不同，其不要投入大量成本、新增车辆的重量和尺寸、使用更加复杂的系统。此外，由于低压系统低于60V阈值，无需成本高昂的安全配件、系统以及服务程序，“2020年，全球10%-16%的新车都将采用低压锂离子电池解决方法。”
如上所说，12V锂离子起停电池和48V微混动力锂电池同属于低压锂离子电池解决方法，其中，48V锂离子电池组系统重要应用在微混动力系统，目前仍处于研发和限量生产水平，而随着各大相关零部件厂商量产计划的执行，48V微混市场将提速发展。江森自控预计，随着全球能耗法规日趋明朗，低压微混可能在2020年后迎来巨大的发展机遇。而随着燃油经济性的关注度越来越高，以及电气技术的不断发展，48V技术的运用也将在我国取得很大发展。
