零跑加入48V大军，48V架构现状与趋势分析

目前线控制动、线控转向、主动悬挂、后轮转向、中央计算部署份额快速提升，让48V系统快速进入汽车领域。

汽车48V需求驱动力

图片来源：英飞凌

大功率域控制器供电雨刷的12V与48V对比

图片来源：德州仪器

无论哪一种分支，功率都大幅度增加，48V系统都明显具备优势。同样是1200W域控制器，48V系统的电流只需要25A，而12V需要100A。从蓄电池到域控制器，12V系统需要4AWG（大约21.5平方毫米）粗的电缆，而48V只需要12AWG（大约3.3平方毫米）。5英尺即大约1.5米的4AWG电缆重量是0.63磅即0.286公斤，成本大约每英尺1.9美元，而12AWG的电缆重量只有0.045公斤，成本每英尺仅仅0.28美元。同时还有线缆耗散功率，12V系统线缆耗散功率高达36W，48V只有8.75W。从域控制器到雨刷的线缆长度大约12英尺即3.6米，12V需要10AWG的线缆，48V只需要14AWG的线缆，耗散功率只有12V的1/4。48V系统明显降低成本和耗散功率以及线缆重量。

48V对低于100-200W功率器件来说缺乏成本竞争力，因为48V将所有元件耐压提高了4倍，价格也要增加30-50%。而线束方面的成本节约远不能弥补电子元件涨价。

同样在AI领域也出现了12V向48V转变的趋势，这导致电子行业最基础的元件MLCC价格暴涨。英伟达Vera Rubin机架（VR200 NVL72）整柜功耗120-130kW，MLCC用量超60万颗；GB200 NVL72约44万颗。对照：传统服务器单机2200-2500颗、8卡AI服务器1.5-2.5万颗——机架级达15-20倍。MLCC的角色是「电源缓冲」：GPU从空闲切到满载只需微秒级，贴在芯片旁的电容瞬时放电稳压，功耗越高、贴得越多。48V/800VDC供电架构进一步推升22μF/47μF/100μF高容低ESR规格需求。AI服务器MLCC需求2026年预计726亿颗（同比+87%）、2027年1367亿颗（同比+88%）。

本身48V电子元件比12V电子元件价格都要高大约30-50%，加上AI领域的积压效应，车规48V电子元件比12V电子元件价格高100-200%。虽然单个电子元件价格极低，都是几美分，但数量惊人，所以全车48V遥遥无期，48V和12V会是长期共存，很有可能是永远共存，特斯拉Cybertruck也不是全48V，https://www.allpcb.com/allelectrohub/tesla-cybertruck-48v-electrical-architecture，特斯拉低压电气主任Pete Bannon就说Cybertruck有12V、24V和48V，24V主要是音频功率放大和HVAC的风扇电机，同时cybertruck保留了12V低压电池，这点在cybertruck的电路图上也可以印证。

图片来源：https://service.tesla.com/en-US/vehicle-models/Cybertruck

特斯拉的低压电池主要用在左域控制器领域。12V的电池充作备用电池。特斯拉电路图上还可以找到MV即中压电池，也就是48V电池，显然之所以叫中压是因为还有12V的低压系统。

德州仪器对48V架构的分类

图片来源：德州仪器

德州仪器对48V架构的分类，有一点德州仪器错了，目前48V都是采用48V和12V双电池，再有就是48V电池由高压动力电池供电，就做在高压电池包内部。特斯拉勉强可算类型1，大部分厂家是类型3，如国内的极氪。

零跑48V配电架构

图片来源：零跑

零跑在技术发布会上的48V配电架构，近似于特斯拉的架构，除非零跑不在乎成本，否则全部48V不可能，也没必要。

英飞凌对48V架构的预测

图片来源：英飞凌

英飞凌对48V架构的预测，目前是第一阶段。两套系统，一个12V电池，一个48V电池，电池都与高压电池包系统连接，电池包系统内部有两个DC/DC变换。每个域控制器内部包含一个12V的配电。单独的48V电池加上一个48V的配电盒应对48V负载。第二阶段，在每个域控制器内部设置一个48/12V 的DC/DC变换，同时还有12V配电系统，不再设置12V电池，高压电池包系统对48V电池充电，48V配电盒连接各个域控制器。终极阶段是每个域控制器内部不再设置48/12V转换，只有一个48V配电系统。

还有一点需要指出，无论是12V还是48V，新型配电系统都需要对域控制器的供电加以改进。

图片来源：瑞萨

左边是目前常用的汽车配电，右边是将保险丝和继电器结合的IPD（集成供电设备）。IPD就是电子保险丝加高侧驱动开关，典型代表如意法半导体的STi2Fuse系列。IPD将配电从主配电盒转移到域控制器内部，大幅度缩短和减少线束，但是硬件价格也大幅度提升，电子保险丝加高侧驱动开关价格是传统热熔断保险丝价格的数倍乃至十几倍，国内大部分厂家考虑成本，还是选用传统热熔断保险丝和继电器这样的供电。只有小米和蔚来对标特斯拉，采用电子保险丝加高侧驱动开关。

瑞萨对48V架构的设计

图片来源：瑞萨

瑞萨对48V架构的设计，和英飞凌的第二阶段近似。

Diode的48V架构

图片来源：瑞萨

Diode的48V架构，与英飞凌的第二阶段类似。

NXP的48V架构

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NXP的48V架构，核心是NXP的S32K5 MCU。有两套48V配电，也是和英飞凌的第二阶段相同。

显然，关键是48V/12V DC/DC变换。

三条48/12V DC/DC技术路线对比

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三条48/12V DC/DC技术路线对比，LLC可再细分为半桥和全桥。

三条48/12V DC/DC技术路线的详细对比

图片来源：英飞凌

通常都是配合使用，

• STC + Buck 组合：由于 STC 效率极高但无法动态稳压，工程师通常让 STC 承担大部分的降压工作（如 48V 降至 12V 或 4V），再由多相 Buck 变换器负责最后的精准调压和瞬态响应（Partial Power Processing，局部功率处理架构），整体效率可提升至 96% 以上。
• LLC + Buck 组合：在高压（如 400V 降至 48V 或 12V）的隔离级使用 LLC 确保安全和高效，随后级联 Buck 进行逐相细分稳压，满足大电流的需求。

英飞凌的48V参考方案

图片来源：英飞凌

针对不对功率和场景，英飞凌主要有三种方案。成本方面，2L GaN最低，但高功率下表现不佳，高功率还是推荐STC 3:1方案。GaN器件可以在极短时间内完成开关，但过快的电压变化率也会放大寄生电感、电磁干扰、栅极振荡和瞬态过压。如果驱动电路、封装和PCB布局没有协同设计，一颗性能优秀的GaN器件未必能在系统中发挥出理想效果，反而会带来麻烦，国内还是倾向于Si MOSFET，有比较多的设计经验，不会走弯路。

GaN之前主要用在手机快充上，现在则向AI数据中心和车载领域发展，目前主要是三家：英飞凌、意法半导体和安森美。2023年英飞凌以8.3亿美元收购GaN Systems，将其器件技术和客户资源纳入自身的硅、SiC及GaN功率产品体系。2024年，瑞萨完成对Transphorm的收购，随后把650V SuperGaN与自身的控制器、模拟芯片和MCU组合成参考设计，覆盖车载充电机、DC-DC转换和工业电源。意法半导体没直接收购GaN厂商，选了和英诺赛科合作，交换制造能力、加快产品开发。安森美低压横向GaN寻求与英诺赛科合作，650V横向GaN与格芯共同开发，垂直GaN则保留自有研发和制造能力。英飞凌还有全球唯一12英寸GaN晶圆厂支持，竞争力最强。

特斯拉虽然起步早，但成熟度和成本控制显然不如中国新兴造车，Cybertruck价格居高不下，导致其销量惨淡，2026年上半年销量仅仅7300辆，其中大约20%的销量还来自马斯克的SpaceX。48V大潮还是得靠中国新兴造车引领，也必然由中国新兴造车引领。

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