近日，特斯拉宣布将把其电气和电子架构从12V升级至48V。此举旨在从结构上提升能效，并进一步推进车辆轻量化。这一决定符合特斯拉追求架构与模块化创新的战略，也标志着其零部件生态系统的进一步强化。

在3月举行的特斯拉投资者日活动中，该公司暗示将采用基于48V的电气与电子（E/E）架构。 目前，除部分动力总成组件外，大多数车辆的电气组件均采用标准的12V电压。自20世纪60年代起，随着汽车电气组件的标准电压从6V变为12V，大多数乘用车和小型商用车便开始使用12V电池（铅酸电池）、交流发电机以及相应设计的组件。 电动汽车（纯电动汽车或插电式混合动力电动汽车）、混合动力电动汽车（HEV）和轻度混合动力电动汽车（MHEV）在部分动力总成方面使用高压组件，但即使在这些情况下，一般的低压电气组件仍通过降压机制以12V或更低的电压运行。

然而，特斯拉宣布将从即将推出的新车型Cybertruck开始，转而采用基于48V的电子/电气架构。据特斯拉称，配备各种电子设备的现代车辆面临着诸多挑战，例如布线复杂，以及由于需要处理高达250安培的电流而导致线束重量增加等问题。

为解决这一问题，特斯拉计划将48V架构应用于Cybertruck、未来推出的车型以及类人机器人Optimus，并自主设计所需的主要控制单元。特斯拉计划于2023年下半年实施这些计划，以实现量产。预计从2025年起，就连Model S和Model X也将全面过渡到48V架构。 到2029年，将有超过300万辆特斯拉下线的车辆配备48V架构。

优势与挑战

基于48V的架构可在结构上提升能效，并有助于车辆轻量化。在相同的功率需求下，从12V过渡到48V时，电流会降至原来的约四分之一，从而减少各种常见电气组件（如照明、车载娱乐系统和转向系统）的功率损耗——这些组件约消耗电动汽车3%至7%的电能。 此外，供暖、通风和空调（HVAC）系统以及电力转换系统的效率也有提升空间。虽然从理论上讲，更高的电压可以进一步降低损耗，但考虑到乘员安全，48V是合适的供电电压水平。

简化布线并减轻线束重量，有助于实现车辆轻量化和降低成本。随着电流的降低，车辆内部线束（其长度可达4公里，重量可达30-60公斤）的体积、重量及相关成本有望得到缩减。此外，这也有助于更轻松地集成高功耗的计算系统、音频系统以及定制化的48V配件。 不过，需要注意的一点是，特斯拉此前通过在Model S（2012年发布）和Model 3（2017年发布）等车型中采用集中式电子/电气（E/E）架构来简化线束，因此与其他制造商相比，其进一步实现轻量化的空间可能相对有限。

尽管预计短期内成本会上升，但这一决定凸显了特斯拉一贯的创新战略。由于市场上48V零部件较为稀缺，与之前的12V零部件相比，其交付成本可能会有所增加。 目前市面上大多数车辆仍采用12V系统；因此，48V零部件的研发成本及产量不足可能导致其价格高于12V零部件。此外，许多12V零部件得益于规模经济效应——零部件制造商大量生产并供应给多家汽车制造商；而短期内，由于48V零部件的需求仅限于特斯拉，其制造成本可能难以降低。

然而，这一决定也再次印证了特斯拉追求架构与模块化创新的战略。此前，特斯拉曾通过架构创新来实现成本与性能的优化，例如采用集中式电子/电气架构，以及整合后地板面板压铸（Giga Press）和外骨骼式车身结构（计划中）。 考虑到引入48V架构的计划，以及在2023年特斯拉投资者日上展示的各项模块级技术改进，显然特斯拉未来将继续推行兼顾架构与模块化创新的战略。

另一个值得注意的重要方面是，特斯拉在零部件生态系统中的主导地位日益增强，这给试图迎头赶上的传统汽车制造商带来了压力。这一决定象征着特斯拉对其零部件生态系统的控制力不断增强，因为特斯拉已与相关零部件企业成功完成磋商，确保以合理成本实现新型标准零部件的量产。 过去，特斯拉对零部件行业的影响力有限，主要依赖采购其他汽车制造商车辆上使用的零部件，例如转向柱、车窗开关和暖风鼓风机电机，这主要是由于其产量不足所致。然而，通过建立自己的零部件生态系统，特斯拉既能保持设计自主权，又能确保零部件的稳定供应。

如果特斯拉能够证明向48V系统转型的实际优势，传统汽车制造商可能会感受到迎头赶上的压力。 部分传统汽车制造商由于与多级零部件供应商建立了稳固的合作关系，即使承认向48V系统转型的必要性，实际转型也可能需要更长的时间。对于传统汽车制造商而言，此次转型不可避免地将涉及供应链调整、研发和采购部门的组织重组以及资源配置。

自上而下的开发

其他汽车制造商正在研究或采用特斯拉实施的许多创新技术。不过，就48V架构而言，在本十年结束之前，可能只有少数几家超豪华汽车制造商会将其应用到自己的车型中。 预计在短期至中期内，该技术将在高端C级及以上车型中得到更广泛的应用。除特斯拉外，其他品牌也可能采取类似策略，在配备需要高电功率的先进功能的车型中，将48V架构用于辅助应用；不过，新晋车企很可能要到2028年之后才会推出相关产品。

初期采用速度较慢可能有几个原因，包括改造装配线所需的巨额投资、重新调整供应链，以及在一定程度上存在的安全顾虑——尤其是对于可能与乘客直接接触的零部件而言。

尽管如此，随着汽车如今配备了主动悬架、电动涡轮增压器以及众多车载新设备等高耗能配置，汽车制造商们将逐渐认识到，采用更高电压架构以高效满足电力需求具有重要意义。不过，这种架构何时能成为主流，目前尚不确定。

作者：

理查德·金（Richard Kim），

副总监 标普全球移动（S&P Global Mobility）

斯里坎特·贾扬坦（Srikant Jayanthan），

高级研究分析师 标普全球移动（S&P Global Mobility）

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