顯示具有 區域控制 標籤的文章。 顯示所有文章
顯示具有 區域控制 標籤的文章。 顯示所有文章

2026年10月13日 星期二

48V 電氣架構解析:Ford、零跑為何砍掉 12V?線束、電弧與拿掉小電瓶的代價


重點先講:
12V 汽車電系用了 70 年,現在兩家車廠同時說要換掉。Ford 的 UEV 平台和零跑的 LEAP 5.0 都改成 48V 加區域控制,零跑甚至連 12V 小電瓶都不要了。這篇用公開數字算給你看:48V 到底省在哪、新麻煩在哪,以及拿掉小電瓶要付什麼代價。

發生了什麼

  • Ford(10/9 報導):Farley 說,相機故障時供應商和車廠互踢皮球,所以 UEV「刻意」做成 48V 區域電氣架構,晶片、軟體都自己做。Ford 官方資料:全車整合成 5 個主模組(傳統車常超過 30 顆 ECU),中型電動皮卡的線束比第一代電動 SUV 短 1.3 公里、輕 10 公斤。
  • Ford e-box:48V 的 DC-DC、直流快充與交流充電模組,整合成一個盒子塞進電池包(GreenCars 實地採訪)。
  • 零跑(9/30 Tech Day):LEAP 5.0 的 48V 電系讓全車線長 低於 500 公尺、線束重量 最多減 50%;CTC 3.0 把高低壓整進主電池包,取消獨立 12V 電池,顯示電量 0% 時仍保留一小段能量給開關機與中控鎖。2027 年起的新車搭載。

先分清楚兩件事:線變短、變少,主要是區域架構的功勞(ECU 就近接線、模組改用乙太網路串起來);線變細才是 48V 的功勞。車廠公布的減重數字是兩者加起來的結果。

工程重點 1:1/16 是理論值,真實大概 5~8 倍

算一條 1 kW 負載、3 公尺長、允許 3% 壓降的線(銅電阻率 0.0172 Ω·mm²/m,車身當回路)。12V 要 83 A,壓降上限 0.36V,需要約 12 mm²,光銅就 約 320 g;48V 只要 21 A,壓降上限 1.44V,算出來 0.75 mm²、約 20 g,剛好 1/16。可是 0.75 mm² 跑 21 A,每公尺發熱約 10W,線會太燙,實務上要回到約 1.5~2.5 mm²。所以銅大約省 5~8 倍。另外 CAN、乙太網路、感測器的訊號線完全不受電壓影響,這也是整條線束只能減重「最多一半」的原因(以上為我的估算)。

工程重點 2:48V 的直流電弧不會自己熄,安全餘量只有 8V

Aptiv 的設計指南寫得很直白:12V 斷路時的小電弧通常會自己熄掉,48V 的電弧可以持續,足以燒壞端子與接頭,帶電插拔、端子鬆脫都可能燒毀。電壓上限也很緊:LV 148 規定 48V 系統 36~52V 可以全功能運作,52~54V 限制功能,保護設計要做到 60V,超過 60V DC 就算高壓(要用橘色線、走高壓安規)。52V 到 60V 只剩約 8V,暫態都得壓住,所以 MOSFET 要選 80~100V 等級,保險絲與繼電器也改用半導體 eFuse(NXP CoreRide Z248 參考設計即整合 48V eFuse 與 DC-DC)。

工程重點 3:拿掉 12V 小電瓶,誰在停車和斷電時顧車?

小電瓶過去有三個工作:主電池接觸器斷開時負責喚醒全車、DC-DC 故障時給煞車與轉向備援、吸收瞬間大電流。零跑的做法是讓主電池保留一段儲備電量。用能量算,這其實更耐放:假設停車待機 2W,30 天是 1.44 kWh,對 60 kWh 電池只占 2.4%;一顆 60Ah 鉛酸電池名目只有 0.72 kWh,可用的一半大約 7~8 天就見底。問題在架構:接觸器斷開時,低壓電從哪一段電芯取?DC-DC 在 2W 這種輕載下效率很差;線控煞車與轉向需要兩路獨立電源,第二路從哪來?零跑目前沒有公開(推論與待核)。

工程重點 4:Ford 為什麼連 DC-DC 都收回自己做?

Ford 自己說,400V 轉 48V 的電源轉換會「浪費得出乎意料地多」,所以 2023 年起把高壓電力電子收回自己設計。算一下:低壓負載 400W 時,效率 94% 和 97% 只差約 13W,行車時約占驅動耗電 0.15%,很小。真正浪費的是充電、OTA、停車連網這些長時間輕載時段,DC-DC 處在效率最差區(推論)。轉換器放進電池包,也省掉一段粗低壓線。Ford 宣稱整體效率最佳化後,可以用小 最多三分之一的電池跑出相近續航,這是整車的說法,不只是 48V 的功勞。

還缺什麼/待核

  • Ford UEV 有沒有保留小容量的 48V 鋰電池或超級電容當緩衝?官方沒寫。
  • 零跑 CTC 3.0 在碰撞、高壓斷開後,靠什麼撐住雙煞車電源、危險警示燈與 eCall?細節未公開。
  • 行車記錄器、點菸座這類 12V 配件,會不會改由 48V 轉 12V 的小島供電?車廠尚未說明。
  • 線徑、溫升、待機耗電皆為示意估算,實際依捆束、環境溫度與 ECU 休眠設計而定。

相關影片

投票:沒有 12V 小電瓶的車,你敢買嗎?A 敢,主電池更耐放 B 不敢,我要實體備援 C 看保固再說。留言告訴我。

桌上也能玩「升壓降流」

USB PD 3.1 把充電線拉到 28V/48V,跟車用 48V 是同一個物理:功率一樣,電壓拉高、電流就小。想自己量量看電壓、電流與壓降,這幾樣工具剛好派得上用場:

FNIRSI FNB-C2 USB PD 3.1 Type-C 快充測試儀 電壓電流表

FNIRSI FNB-C2 USB PD 3.1 Type-C 快充測試儀 電壓電流表

綠聯 140W 2C1A 三孔 GaN 氮化鎵快速充電器 (PD3.1 快充/Type-C)

綠聯 140W 2C1A 三孔 GaN 氮化鎵快速充電器 (PD3.1 快充/Type-C)

美國 FLUKE 101 F101 掌上型數位萬用表

美國 FLUKE 101 F101 掌上型數位萬用表

本文含蝦皮分潤連結,透過連結購買我會獲得少量回饋,不影響你的價格。