需要哪些必要條件

采用48V的方式不僅僅是需要一個新的電池，除了直徑更小的線束和更小的連接器之外，還需要考慮線束彎曲（更細的線束允許更大的彎曲）、考慮線束絕緣以及其他機械結構的變化，提供詳細的說明。這些都是顯而易見且容易操作的變化，但是由于12V和48V總線并不是相互隔離的，因此需要新的功能模塊來共同管理它們（圖4）。

圖4：兩個電壓總線之間的關系很復雜，需要仔細分析它們共存的意義（來源：TI）

其他不太明顯的變化也是有的，在12V總線上可能出現的高達30V和40V電壓峰值定制保護電路，此外在48V總線上的組件額定電壓也要提高，額定電壓較低的組件會發生斷路，即使是基本的熔斷器（本質上是對電流敏感的器件）也對自身承受的電壓有最大的額定值，因此需要在物理和電氣方面進行調整從而適應較低的電流（比較容易）和較高的電壓（稍微困難）。同樣保護電池反向連接的標準組件也是每個電路模塊必不可少的，在主線束意外錯誤連接時需要合理的處理可能產生的更高的反向電壓。

然而真正的挑戰是從電池管理開始，在大多數系統中這涉及到多個具有相同額定電壓電池的監測和管理，但是對于12V/48V這樣的設計，雖然是兩個非常不同的電壓值，但是從電池管理的角度來看48V和12V更適合在相應的情況下共享和交換電能。

集成器件比如ADI開發的LTC3871芯片就是為這種情況而設計的（圖5），這種雙向的buck/boost開關調節器（控制器）允許兩個電池通過一個電池轉換給另一塊電池，同時向負載提供能量，它會根據處理器控制信號來切換buck模式從VHIGH-to-VLOW 以及boost模式從VLOW-to-VHIGH的轉換，與此同時其精確的電流回路調節可以在兩個方向上傳輸最大的電流。

圖5：ADI公司推出的LTC3871芯片是一款雙向的、降壓/升壓開關調節器（控制器），允許在兩個電池之間交換能量必要時會向負載提供能量（來源：ADI）

48V電池本身很特別，原則上它的結構可以由四個12V鉛酸電池串聯而成，但這樣會占用太多的空間，需要較粗的連接線纜，相反48V電池是一種鋰離子電池，專門設計來提供這種電壓，其體積與12V電池大致相同。

博世公司（Bosch）為汽車的48V系統提供了一款電池設計（圖6），尺寸為309mm X 175mm X 90mm，因此可以放置在汽車座椅或后備箱中，它是一個被動冷卻的設備，不需要風扇（否則會造成更高的成本且可靠性降低），也不會產生噪音，這個七公斤中的裝置可以提供高達13KW的電力，此外它還支持能量回收充電。

圖6：博世（Bosch）生產的這款鋰離子電池（Li-ion unit）是一款可用的48V電池，它可以放置在汽車座椅下面，而且采用被動降溫方式（來源：博世）

總結

12V電池為汽車工業提供了良好的服務，其長期以來的應用表現清楚的證明了這一點，然而由于IR損耗、功率損耗等問題這種單一的低壓總線方案已經不能滿足當今汽車快速增長的電能需求了。

現在的解決方案采用48V補充電池，這并不是“即將到來”的一種預測，因為它已經在很多汽車的動力系統中獲得應用，涉及燃油汽車、微混電動汽車以及純電動汽車，48V方案的使用正在迅速擴大，因為它是解決現在電力問題的唯一可行的方法。

采用這種新的解決方案需要新的線纜、連接器、電源管理IC和無源保護組件，以及48V鋰離子電池。也許在未來的一二十年里12V電池會成為古董車站上的一個亮點，但是在可預見的未來12V和48V電池將會共存并且相互作用，從而提供更加高效的電力解決方案。