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和模块化创新的战略，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上，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年代车辆电气组件的标准电压从6V改为12V以来，大多数乘用车和小型商用车一直使用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汽车）、混合动力汽车（HEV）和轻度混合动力汽车（MHEV）在部分动力总成系统中使用高压组件，但即便在这些情况下，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车型Cybertruck开始，转而采用基于48伏的电子/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。

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人形机器人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，目标是实现量产。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，特斯拉下线的车辆中将有超过300万辆配备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，电流会降至约四分之一，从而减少各类常见电气组件（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，暖通空调（HVAC）系统和电力转换系统的效率也有提升空间。虽然理论上更高的电压能进一步降低损耗，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，车辆内部线束的体积、重量及相关成本有望得到缩减——这些线束的长度可达4公里，重量可达30至60公斤。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。 然而，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/电气架构来简化布线，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，但这一决定彰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零部件的开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，由于需求仅限于特斯拉，48V零部件在降低制造成本方面可能面临困难。

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优化成本和性能，例如采用集中式电子电气架构，以及整合后地板板件冲压（Giga Press）和类外骨骼车身结构（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。这一决定标志着特斯拉对其零部件生态系统的掌控力进一步增强，因为特斯拉已与相关零部件公司成功完成磋商，确保以合理的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，主要依赖采购其他车企车辆所用的零部件，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。 部分传统车企由于与多级供应商建立了稳固的合作关系，即使承认转型的必要性，实际向48V系统过渡仍可能需要更长时间。对于传统车企而言，此次转型势必涉及供应链调整、研发与采购部门的组织架构重组，以及资源配置的重新规划。

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。然而，就48V架构而言，在本十年结束之前，可能只有少数超豪华汽车制造商会将其应用于自家车型。 预计在短期至中期内，该技术将在C级及以上的高端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，在配备需要高电力输出的先进功能的车型中，将48V架构用于辅助应用；不过，新进入者可能要到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、供应链的重组，以及在一定程度上存在的安全隐患，特别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组件，汽车制造商将逐渐倾向于采用更高电压的架构，以更高效地满足电力需求。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，
副总监，
标普全球移动

斯里坎特·贾扬坦（Srikant Jayanthan），

高级研究分析师 标普全球移动出行（S&P Global Mobility）

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