48V系统可以给整车带来启停、助力、能量回收和滑行等功能，提高整车的燃油经济性。此外，若能将前方交通环境信息引入到48V车辆中，在时间域上可以让整车实时优化能量管理策略，进一步提高燃油经济性，预计可带来3%左右的额外提升，同时也可带来一定驾驶舒适性方面的改善。

为了实现这一功能，整车需要集成摄像头和毫米波雷达等设备以及需要利用地图得到前方道路曲率坡度等信息，需要开发基于预测的整车控制策略以适应复杂工况，同时需要定义出整车控制策略与摄像头/雷达/地图设备之间的数据接口，并且良好的人机交互的设计对于驾驶员是否可接受此也很关键。目前联合电子48V团队已搭建完成集成有摄像头/雷达等的试验车辆，此车辆可在不同工况场景下给驾驶员和车辆带来不同的功能和收益。

48V系统概念

48V系统是指系统电压为48V，用能量小于一度电的功率型替代传统的铅酸电池，用BSG电机替代传统的启动电机和发电机，除了自动启停功能之外，还能够在必要的时候，为车辆提供辅助动力。

一般来说，48V系统由三大件组成：电机、锂离子电池组以及DC-DC转换器。48V系统一般与内燃机并联。相较于高压混合动力系统，48V微混系统能够以三分之一的成本提供了全混合动力的三分之二的好处，让燃油经济性提高了15％至20％。

48V还可以用于驱动电动增压器（e-ger）。电动增压器取代传统的等待废气让涡轮达到最高速度，会让加速过程更加迅速，同时滞后感也会并不那么显著。

能量管理预测策略

适应道路工况的能量管理策略可以充分发挥48V系统的优势，实现车路合一，合理分配能量。前方道路存在上下坡，则48V车辆提前规划出目标SOC，使得车辆在下坡之前电池释放出更多的电量，保证车辆在下坡阶段可以充分实现能量回收。例如下坡长300m，坡度8%，车辆下坡时可回收的能量约55wh。

图1上下坡能量管理预测策略

混动车辆根据运行工况的不同适时切换EV和HEV模式，可以实现能量合理分配，提高节油率。在车辆出发前选定已知行驶路线后，48V系统根据导航信息分析即将行驶路线上的功率需求，在需求功率较小的区域使用纯电动模式。例如行驶路线上包括居民区，则在即将进入居民区之前提高电池电量，以便在居民区内实现纯电动行驶。在车辆即将到达终点时，对车辆所需的功率也较小，适合纯电动行驶。通过这种方式可以实现行驶路线上的能量最优分配。

图2预测模式切换策略

减速滑行辅助预测策略

当前方的交通场景需要车辆减速时，常规驾驶员的操作是踩下刹车使车速降低下来，这会导致制动盘上产生的热量白白浪费，若48V车辆提前感知到前方减速的场景，则可以通过滑行和能量回收的方式实现车辆减速，避免驾驶员踩下刹车的操作，这样就可避免制动盘上消耗的热量。前方减速的场景包括很多，比如红绿灯、限速标志、前方减速车辆、环岛、弯道等，在这些交通场景下带有预测控制的48V车辆可以通过实时优化滑行和能量回收的方式提高整车经济性。根据前方要求的减速值和减速距离存在滑行和能量回收的最优组合问题，例如减速距离较长时可以通过滑行实现，当减速距离较短时通过能量回收实现车辆在较短的距离内减速到需求值。这一功能可带来3%左右的节油率。

图3 预测减速滑行辅助策略

启停预测策略

众所周知，发动机启停控制策略可以节省发动机怠速时的油耗，但每次启动发动机时也需消耗一定的能量，主要用于克服发动机的惯性和损耗，这里存在节省的油耗与启动发动机消耗的能量之间权衡的问题。若发动机停机时间较短，此时发动机停机的行为在能量利用上是不合理的。例如在红灯前车辆停止，但此时红灯即将变为绿灯，启停预测策略可以决策出此时发动机不需要停机，这也可提升整车的舒适性。

根据前面介绍的功能需求，联合电子搭建的带有预测控制的48V BRS系统如下图所示，联合电子可以提供相关产品更好地实现预测功能，包括： BRS-ECU，48VDCDC，48V电机，主动式反馈踏板APM。

图5 人机交互界面示意图

总结

相对于传统的，基于预测控制的48V BRS系统具有更优异的油耗和排放性能，预计可提升3%左右的节油率，而且更加智能化。联合电子已搭建试验车辆，可以提供基于预测控制的48V系统解决方案，并计划与主机厂展开合作，将该创新功能应用到实际客户项目中。相信随着汽车智能化和网联化的发展，从车联网可以获取的信息也更多，预测控制技术在混动车辆上将大有可为。联合电子愿为中国市场提供先进的系统方案和专业的技术支持。

关键词:48V系统 汽车整车 汽车智能化 预测控制

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编辑：仪商网

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