2.1 汽车电源电压等级变迁

在本茨先生发明汽车的时候，汽车并没有电气系统，车上也没有蓄电池。在汽车领域上首次引入蓄电池和电气系统是在1918年，给汽车安装上蓄电池主要目的就是为了给起动机供电，当时的蓄电池电压只有6V，并且采用的是正极搭铁的供电连接方式。当时汽车上并没有太多设备，仅有火花塞、前照灯之类。

随着汽车技术的发展，车上出现的电气设备越来越多，发动机的排量越来越大，压缩比越来越高，6V电压的蓄电池难以提供足够高的瞬时输出功率给起动机，因此汽车的车载电气系统在1950年代便迈进了12V时代。

如图2-1所示，汽车供电系统上的电能是由汽车发动机M带动的发电机G产生的，并供给14V（标称12V）标准蓄电池（组）和用电器。当发电机停止工作时，蓄电池可满足汽车启动和短期的用电要求。在14V标准（以下统称低压）供电系统中，最大可提供3kW的功率，电流高达200A以上。由于早期的汽车仅有几十个指示灯及少量用电设备，其消耗的电能一般在几百到几千瓦，因此低压电源完全可以满足用电要求。

随着汽车行业的发展，20世纪八九十年代轿车需要负担50多个插接器、1500多个电路模块、2000多个终端，指示和照明灯就超过100多个，线缆长度近5km，耗电超过2.8kW。这就给供电系统的安全使用造成了极大的威胁，同时极大地限制了车用电器设备的配备使用和开发。在商用车领域（大巴、中重型货车等），由于电器功率普遍较大、车体过长，导致电流线损问题突出，因此24V蓄电池成为商用车的首选。

为了能够满足车载电气设备的用电需求之外，2011年德国主流汽车厂商联合推出了48V系统，以满足日益增长的车载负载需求；另外，也是为了能够在新车的动力总成中加入更高功率的轻混系统，以此满足全世界不同国家和地区内更加严苛的排放新规。48V蓄电池的充电电压已经达到了56V，已经接近安全电压（60V）的极限。这个电压等级只在局部车辆和局部电器中使用，目前还未被广泛采纳。

另一方面，在ECU内部逻辑运算芯片工作的常用电压为晶体管-晶体管逻辑电平（Transister-TransisterLevel，TTL），电平信号规定，+5V等价于逻辑“1”，0V等价于逻辑“0”，TTL电路的速度快，传输延迟时间短（5～10ns），但是功耗大。随着对功耗要求的进一步降低COMS电平也被逐渐引入，高电平为3.3V，COMS电路的速度慢，传输延迟时间长（25～50ns），但功耗低，有利于节约静态电流、延长待机时间。工作电压越低，抗扰动能力越差，因此需要兼顾。

21世纪，电动汽车技术逐渐成熟，由于驱动电机的功率高达数百千瓦，因此供电电源上升到几百伏。纯电乘用车电压通常在200～400V之间，而商用车则在40～600V之间。然而随着宽禁带半导体碳化硅技术的引入、对能量管理、器件寿命及精细化控制要求越来越高，乘用车和商用车都在考虑采用800V甚至更高的电压平台。 UItIScHvnJmrUNCLSkm6+lq8m5UBpqctbeqhEmZGWdQ7oCr4vb/3Zn9FZE7zNCwV