全球道路交通的碳排放新限值即將實施。然而，汽車電氣化的技術創新步伐若不能配合，根本無法實現這些目標。再加上，最近國外一家著名車廠的碳排放造假，這醜聞使得大眾更加擔心碳排放的問題。解決方法是採用高性能的混合驅動。汽車製造商到2021年之前必須實施混合驅動，否則便會無法遵守規定，因而面臨高額罰款。
12V難滿足混合驅動需求
實施混合驅動的基本要求是採用48V電氣系統。12V發電機難以滿足數量不斷成長的汽車消費性產品的要求。48V電源能夠採用截面面積更小的電纜，有助於減少產生的熱量和潛在的損耗。再加上，電流水準相同時，48V的性能提高4倍。這要求使用其他額外元件，如轉換電壓的DC-DC變換器及第二電池。要完全從目前的12V轉換到未來的全48V系統，在目前是不可能的，因為這將涉及改變所有電子系統和致動器，如氣囊或發動機控制器。為了繼續使用低功耗的元件，許多供應商目前還保留12V電氣系統。變換器可使得這兩種網路並存，它必須對應連續功率輸出高達4kW，效率至少96%的12V/48V雙向變換器，被動空冷方式可確保最高效率。
除此之外，新的核心元件是48V電池。在此一領域中，新技術的開發一直突飛猛進，例如，鋰-硫或鋰-空氣電池設計。它們的初步目標是改善充電容量和能量密度。儘管這些電池存在價格壓力，但是它們的預期使用壽命長，並且非常堅固，例如不會在車禍中損壞。
中度混合動力系統更快普及
根據VDA的報告，到2020年，大約400萬輛汽車將裝備48V部分電氣系統；2026年，這類汽車將增加到大約1,000萬輛，全球大約每十輛汽車就有一輛，其中大多數是中度混合動力型號。與全混合動力型號相比，它們未設計充電功能，並且單靠電子馬達無法驅動汽車。除提供啟動輔助之外，啟動發電機還充當制動能量換熱器，給電池充10kW電，從而降低碳排放。另外，利用換熱能量，還可以使汽車無排放運行，實現主動發動機關閉滑行(亦稱為航行)。根據測定指南和駕駛方式，碳排放減少量可高達12%。同時，滑行大幅降低了車內雜訊和振動，提高了駕車樂趣。換熱能量還可以用於碳中性電動增壓(e-Boost)功能，即超車時，馬達提供臨時的額外加速。
新技術甚至還可以進一步降低消耗，例如，開發高度自動化和全自動化駕駛解決方案。
為了降低12V電氣系統的負荷，一開始便可以在48V部分電氣系統中整合前擋風玻璃加熱器以及輔助設備(如水泵、油泵和燃油泵)、轉向輔助、HVAC控制(發動機控制)和PTC加熱器，會是比較明智的做法。後者對混合動力汽車尤其重要，因為馬達不會產生用於發動機加熱器和汽車內部的廢熱。2016年推出的電氣動態穩定性控制，也是48V應用必須的。
但是，最重要的決定性因數是充電器。例如，充電器使發動機規格變小，從六缸減為四缸，因而在降低二氧化碳排放中起主要作用。業界可生產出裝備兩個廢氣渦輪增壓器和不超過兩個電動壓縮機的客用車。
高電壓架構帶來新要求
48V系統的電壓更高，因此要求汽車採用與檢查規則一致的全新架構。峰值電壓必須限制在60V，過壓保護和欠壓保護也是必須的，為了要防止對網路中其他消費性產品的不良影響。必須安裝採用新絕緣技術的電纜，以抵消由此造成的間隙和爬電距離。還需要非常特殊的連接器配置，才可以連接更高的電壓。在這種情況下，千萬不要忽略總體系統。
在接下來的15年內，將逐漸轉換為更高電壓系統；全48V電氣系統汽車預期大約在2030年出現。如果仍然要保留這種部分系統，電纜截面積規格將必須增大4倍，以滿足新消費性產品對更高功率的要求。鑒於所需空間和重量(大約10kg)明顯增加，從而碳排放也明顯增加，這將是完全不能接受的。成本因素也十分重要：如果電動壓縮機與12V系統連接，大約3kW的輸出將導致250A以上的電流。採用標準元件時，這是不可行的。但是，可以採用48V系統電動壓縮機及大約4kW輸出。
隨著半導體元件迅速發展，未來大多數消費性產品將可能逐漸裝備48V技術：
短期：具備新8V功能的高性能消費性產品：
．前擋風玻璃(1.5KW)
．PTC(1.2KW)
．電動壓縮機/充電器(3.5KW)
中期：更大功率要求的12/24V消費性產品轉換
．電動轉向(1KW)
．動態穩定性控制(3KW)
．發動機風扇(1.5KW)
．燈(外部)
長期：所有12V應用(包括背光加熱器)轉換為新電壓級別
這些電氣消費性產品均可以啟動，並且不會磨損，確保其僅在實際需要時才消耗能量。如果採用了以需求為導向的控制策略，碳排放將減少大約10%。
高壓車載電源的開發繼續發展；在可以預見的未來，快速充電器系統將推出800V以上電壓。它們將能夠在30分鐘內消耗足夠能量，僅利用電力行駛大約400km。
根據一級供應商的預測，由於採用48V電氣系統、混合動力技術和各種其他措施(如重量輕的結構)，汽車製造商可以將汽車的燃油消耗量最多降低25%。
大廠齊力推動高電壓架構
因此，一級和二級供應商將是許多新技術新系統的主要開發者。特別是，德國製造商在這此方面一直居於前線，例如，博世(Bosch)開發了各種類型的發動機，全球市場領先公司博澤(Brose)開發了電動窗調節器馬達應用或座椅調節系統馬達，而風扇電機專家ebm-papst也開發了相應產品。亞洲製造商也實現了廣泛的創新。電機製造商日本電產株式會社(Nidec)的最新開發成果包括電動轉向馬達和高達750W冷卻風扇應用。日本電裝株式會社(Denso)為汽車工業提供了範圍廣泛的高效技術、系統和元件。美國公司Johnson Electric是前燈步進馬達及冷卻風扇和空調系統馬達的世界領先供應商之一；然而，電動車目前最大的市場在法國。
與高電壓混合動力汽車相比，先在客用車中導入其他電壓級別更具有前景優勢。一方面，有機會實現頗有吸引力且成本合理的碳減排；另一方面，可以實施目前12V設置技術上不可行的功能，包括電動渦輪增壓器、空調壓縮機及可配合各種發動機速度的泵。這意味著可以根據車輛狀況有效地控制負荷，打開或關閉負荷。這些功能推動駕駛能力顯著提高，駕駛員將能夠親身體驗到。
就傳動系統的整合而言，48V電壓級別會比高電壓混合動力更易實施，並且可繼續使用現有的傳動系統理念，從而預期開發週期更短。作為實施過程的一部分，汽車製造商和供應商目前非常重視元件和系統開發，以及系統整合和驗證。
