skrivet av Magnus Karlström
48-voltsystem för personbilar är en tydlig trend de senaste åren [1-4].
Biltillverkarna vill få upp effekten i elsystemet. I huvudsak ökas maxeffektnivån från 3kW på 12V till 12 kW på 48V. Med hjälp av 48V system kan man bland annat bygga en mildhybrider som ger en lägre kostnad/g CO2 än fullhybrider.
g Co2/km och nya funktioner är drivkrafterna
De hårda lagstiftningskraven för g CO2/km i främst Europa driver fram 48-voltsystem. Flera biltillverkare undersöker kostnadseffektiva teknikalternativ så att deras flotta som de säljer ska nå målen 2020 och på sikt 2025.
Bränslebesparingen med 48-voltsystem ökar i jämförelse med ett start-stopp system. Det är möjligt att ha mer bromsåtervinning, samt det är möjligt att stänga av motorn i t ex nedförsbackar och i högre hastigheter. Det skall dock tilläggas att funktionen avstängning av motorn i nedförsbackar och högre hastigheter även utvecklas inom ramen för 12V elsystem, men får då en begränsad nytta jämfört med 48V.
Ett annat skäl för 48-voltsystem är att flera biltillverkare vill lägga till fler funktioner och det börjar bli fullt i 12 volt systemet.
Enligt en källa så är det främst premiumbilar som behöver 48-voltsystemet [4]. De bilarna kan ha en effektåtgång på upp mot 3 kW och vid dessa nivåer är 12-voltsystemet belastat till bristningsgränsen.
I slutet av 90-talet undersökte många biltillverkare att införa 42-voltsystem. De flesta valde att inte gå vidare och de kommer fortfarande ihåg det försöket. Om ni vill läsa mer om den historiska händelsen finns mer här (wikipedia).
Intresset växer och starten var en tysk överenskommelse 2011
Intresset för 48-voltsystem ökar. Det visas upp fler och fler koncept fordon samt på konferensen Advanced Automotive 48V Power Supply Systems var det betydligt fler deltagare i år än förra året.
Ricardo uppskattar att det finns minst ett dussin projekt för utveckling av 48V-system i världen [4].
Starten av intresset blev offentligt när Audi, BMW, Daimler, Porsche and Volkswagen kom överens om att gemensamt utveckla standarden LV148 2011 [5]. De bad också komponettillverkare att utveckla 48 V komponenter [4].
Nu har LV148 blivit antagen som en VDA standard som heter VDA 320. Den finns enbart på tyska än så länge, men är på väg att översättas på engelska.
48-voltsystem innebär inte att 12 V systemet tas bort
Ingen planerar att ta bort 12-voltsystemet just nu från bilarna utan tanken är att det ska finnas både ett 48 volt system och ett 12 volt system. Hela systemet måste dock också ha en DC/DC omvandlare för att hantera energiförsörjningen mellan 48 och 12V.
Det är huvudsakligen elkomponenter som drar mer än 300 W som är tänkt att kunna använda 48-voltsystemet.
Anledningen att behålla 12-voltsystemet att det inte finns några fördelar att hämta med 48V i lågeffektområdet samt att det är svårt att ställa om en 12V infrastruktur med alla dess investeringar på kort tid. Billtillverkarna vill också undvika övergångskostnader så långt det är möjligt.
Många tror på li-jon batterier, men även bly batterier är aktuella
Li-Ion batterierna ger lägsta vikt och bästa cyklings/livslängdsegenskaper för den energi som skall omsättas.
T ex Kia har valt att använda lead carbon batterier för sitt 48-voltsystem [7].
The European Advanced Lead-Acid Battery Consortium (EALABC) har nyligen publicerat en artikel om varför lead-carbon är en bra batteriteknik för 48-voltsystem [8].
Många biltillverkare undersöker 48-voltsystem
2016/2017 tror många att 48-voltsystem kan komma ut på marknaden [4].
Ett antal biltillverkare har visat upp konceptbilar.
2012 visade Audi upp iHEV [6].
Audi har gått vidare och 2014 visade upp både Audi A6 TDI concept och RS 5 TDI concept med 48-voltsystem.
Mitsubishi Motors visade upp Mild hybrid Concept AR både på Tokyo 2013 och Geneve 2014.
Kia har visat upp ett 48 volt system [7]. Även Hyundai har visat upp ett 48 -voltsystem i en i40 på Parismässan [12].
PSA Peugeot Citroën visade upp ett system 2013 och har sagt att de ska börja sälja bilar med 48-voltsystem 2017 [11].
Conti har testat sitt 48 volt system i Golfs prototyp 48-V hybrid [12].
Även Volvo Cars arbetar med 48v-system [14].
I morgon fortsätter jag med lite prognoser om 48-voltsystem.
Källor
[1] 48v-system och laddinfrastruktur på höstens FFI Electromobility workshops. 1 okt 2014. länk
[2] Surge in voltage. Automotive Engineer. 2 juni 2014. länk
[3] Why 48 volts looks like the right number. Automotive World. 16 oct 2013. länk (sub.)
[4] 48V Power Supply System Expected to Be in Practical Use in 2016. Aiming at improvement of fuel economy by 15%. Techon Nikkei. länk (pdf)
[5] German carmakers agree on 48V on-board supply, charging plug. 2011. länk
[6] Audi developing intelligent hybrids. 21 sep 2012. Autocar. länk
[7] Kia rejects Li-ion for Pb-carbon in hybrid car. länk
[8] EALABC paper outlines approach to 48V hybrid systems with advanced lead-carbon batteries. Green Car Congress. länk
[9] Audi moving ahead with 48V system in vehicles; mild hybrids. Green Car Congress. länk
[10] More details on Mitsubishi’s three hybrid concepts: two PHEVs and one 48V mild hybrid. Green Car Congress. länk
[11] PSA Peugeot Citroën developing 48V mild hybrid solution for 2017. Green Car Congress. länk
[12] 2016 preview: Driving Continental’s 48-V hybrid. 1 maj 2014. Automotive Engineering Magazine. länk
[13] Hyundai showcasing new downsized turbo engines and 7-speed dual-clutch transmission; i40 48V Hybrid, i30 CNG. Green Car Congress. 2 oct 2014. länk
[14] Mild hybrid 48V Elektriskt - drivhjälp & regenererings system. Patrik StridhmAE Project Leader – 48V Concepts Volvo Car Corporation. länk
