ในรถยนต์ระบบไฟฟ้า 42 โวลต์เป็นมาตรฐานกำลังไฟฟ้าที่เสนอขึ้นในช่วงปลายทศวรรษ 1990 โดยมีจุดประสงค์เพื่อรองรับอุปกรณ์เสริมที่ขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าที่มีกำลังสูงขึ้นในรถยนต์ และลดขนาดของชุดสายไฟมอเตอร์ไฟฟ้าถูกเสนอให้ใช้ใน ระบบ พวงมาลัยเพาเวอร์หรือระบบอื่นๆ เพื่อให้การติดตั้งมีขนาดกะทัดรัดมากขึ้น และลดน้ำหนักของสายพานขับเคลื่อนหรือสายไฟขนาดใหญ่สำหรับโหลด กระแสสูง

มาตรฐานใหม่ที่เสนอมีแรงดันไฟฟ้าเป็นสามเท่าของระบบ "12 โวลต์" ที่มีอยู่เดิม แรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นนี้ถูกเลือกเพื่อให้มีกำลังไฟฟ้ามากขึ้นสำหรับสายไฟและอุปกรณ์ต่างๆ ในขณะเดียวกันก็เพื่อให้อยู่ภายใต้ขีดจำกัด 50 โวลต์ที่ใช้เป็นแนวทางสำหรับ อันตราย จากไฟฟ้าช็อตบริษัทผู้ผลิตรถยนต์สัญชาติยุโรปอย่างเดมเลอร์-เบนซ์ได้เสนอ ชื่อทางการค้า 42Vสำหรับการแปลงระบบนี้

แม้ว่าผู้ผลิตหลายรายจะคาดการณ์ถึงการเปลี่ยนไปใช้ ระบบไฟฟ้า36 โวลต์ ( แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน ) / 42 โวลต์ (แรงดันไฟฟ้าในการชาร์จ) แต่การเปลี่ยนไปใช้ "42V" ก็ไม่ได้เกิดขึ้นในช่วงต้นศตวรรษที่ 21 และแผนการส่วนใหญ่ก็ถูกยกเลิกไปภายในปี 2009 ^{[ 1 ]}การมีมอเตอร์ที่มีประสิทธิภาพสูงขึ้น เทคนิคการเดินสายไฟแบบใหม่ และการควบคุมแบบดิจิทัล รวมถึงการมุ่งเน้นไปที่ระบบรถยนต์ไฮบริดที่ใช้สตาร์ทเตอร์/เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแรงดันสูง ทำให้ความพยายามผลักดันข้ามอุตสาหกรรมในช่วงปี 2000 เพื่อเพิ่มแรงดันไฟฟ้าหลักของยานยนต์ลดลงอย่างมาก^{[ 1 ]}แอปพลิเคชันที่เคยคิดว่าต้องใช้แรงดันไฟฟ้าสูงกว่า เช่น ระบบพวงมาลัยไฟฟ้า ต่อมาก็สามารถใช้งานได้ด้วยระบบ 12 โวลต์^{[ 1 ]}ในช่วงปลายทศวรรษ 2000 ส่วนประกอบไฟฟ้า 42 โวลต์ถูกนำมาใช้ในแอปพลิเคชันยานยนต์เพียงไม่กี่อย่างเท่านั้น เนื่องจากหลอดไฟไส้ทำงานได้ดีที่ 12 โวลต์ และการสลับวงจร 42 โวลต์ทำได้ยากกว่า^{[ 1 ] [ 2 ]}

ในช่วงทศวรรษ 2010 ระบบไฟฟ้า 48 โวลต์เริ่มเป็นที่นิยม

SAE ได้หารือเกี่ยวกับการเพิ่มแรงดันไฟฟ้ามาตรฐานสำหรับรถยนต์ตั้งแต่ปี 1988 ^{[ 3 ]}

ในปี 1994 ด้วยความคิดริเริ่มของDaimler-Benzการประชุมเชิงปฏิบัติการครั้งแรกเรื่อง "สถาปัตยกรรมขั้นสูงสำหรับระบบจำหน่ายไฟฟ้าในรถยนต์" ได้จัดขึ้นที่ห้องปฏิบัติการระบบแม่เหล็กไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ (MIT/LEES) ของสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชู เซตส์ ในเมืองเค มบริดจ์รัฐแมสซา ชูเซตส์ สหรัฐอเมริกา โดยมีเป้าหมายเพื่อกำหนดสถาปัตยกรรมสำหรับระบบไฟฟ้าในรถยนต์ในอนาคต ตั้งแต่เริ่มต้น ผู้เข้าร่วมการประชุมเชิงปฏิบัติการนี้ประกอบด้วยซัพพลายเออร์ รวมถึงบริษัทผู้ผลิตรถยนต์Daimler-Benz , FordและGeneral Motors

ในเดือนกันยายน พ.ศ. 2538 ได้มีการเปรียบเทียบสถาปัตยกรรมระบบไฟฟ้าต่างๆ ที่MITโดยใช้เครื่องมือ "MAESTrO" และในเดือนธันวาคม พ.ศ. 2538 ในส่วน "ข้อสรุป" ของการศึกษานี้ได้มีการกำหนด ระดับแรงดันไฟฟ้าในอนาคตไว้ที่ประมาณ 40 โวลต์

ในช่วงต้นปี 1996 ได้มีการจัดตั้ง "กลุ่มความร่วมมือด้านระบบไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ยานยนต์ขั้นสูง" ขึ้น และในการประชุมเชิงปฏิบัติการที่จัดขึ้นในเดือนมีนาคมปี 1996 ก็ได้มีการยืนยันแรงดันไฟฟ้ามาตรฐานในอนาคตที่ 42 โวลต์

ในเดือนสิงหาคม พ.ศ. 2539 IEEE Spectrum ^{[ 4 ]}ได้ตีพิมพ์บทความเรื่อง "ระบบไฟฟ้าของรถยนต์ราวปี พ.ศ. 2548"

ในโอกาสการประชุม Convergence ที่เมืองดีทรอยต์ในเดือนตุลาคม ปี 1996 ศาสตราจารย์ John G. Kassakian (MIT) ได้บรรยายในหัวข้อ "อนาคตของระบบไฟฟ้าในรถยนต์" ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของ "IEEE Workshop on Automotive Power-Electronics"

เมื่อวันที่ 24 มีนาคม 1997 ไดม์เลอร์-เบนซ์ได้นำเสนอ "ร่างข้อกำหนดของระบบไฟฟ้าสำหรับยานยนต์แบบสองแรงดัน 42V/14V" ให้แก่ MIT

ในขณะเดียวกันกับกิจกรรมต่างๆ ในสหรัฐอเมริกา ในปี 1994 ตามความคิดริเริ่มของDaimler-Benzบริษัท SICAN GmbH เดิมได้จัด " Forum Bordnetz " (ฟอรัมระบบไฟฟ้าของยานยนต์) ครั้งแรกขึ้นที่เมืองฮันโนเวอร์สำหรับบริษัทผู้ผลิตรถยนต์ของเยอรมนี ในงานนี้ ผู้ผลิตชิ้นส่วนยานยนต์ได้รับเชิญให้เข้าร่วมตั้งแต่ช่วงแรกๆ พร้อมกับผู้ผลิตรถยนต์ทุกรายในยุโรป

เมื่อวันที่ 15 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2539 มีการตกลงกันในเอกสารแนะนำ " Bordnetzarchitektur im Jahr 2005 " (สถาปัตยกรรมระบบไฟฟ้ายานยนต์สำหรับปี พ.ศ. 2548) และในวันที่ 4 มิถุนายน พ.ศ. 2539 BMWได้นำเสนอ " Tabelle heutiger und zukünftiger Verbraucher im Kfz " (ตารางการบรรทุกในปัจจุบันและอนาคตในยานยนต์) และ " 42V/14V-Bordnetz " (42V/14V PowerNet)

เมื่อวันที่ 13 กันยายน 1996 ในการประชุมทางเทคนิคด้านอิเล็กทรอนิกส์ยานยนต์นานาชาติครั้งที่ 7 ที่เมืองบาเดน-บาเดนบทความเรื่อง " Neue Bordnetz- Architektur und Konsequenzen " (สถาปัตยกรรมระบบไฟฟ้าในรถยนต์แบบใหม่และผลที่ตามมา) ที่นำเสนอโดย ดร. ริชาร์ด ดี. ทาบอร์ส (MIT) ได้รับความสนใจอย่างมาก

เมื่อวันที่ 6 มีนาคม พ.ศ. 2540 BMWนำเสนอ " Spezifikationsentwurf für das Zwei-Spannungsbordnetz 42V/14V " (ร่างข้อมูลจำเพาะของระบบไฟฟ้ากำลังรถยนต์แรงดันไฟฟ้าคู่ 42V/14V) ในเมืองฮันโนเวอร์

การดำเนินงานของ SICAN GmbH ได้รับแรงผลักดันอย่างเด็ดขาดจากความร่วมมือระหว่างBMWและDaimler-Benzดังที่เห็นได้จากการร่วมกันกำหนด "Load List 2005" ของยุโรป และการร่วมกันร่าง "Draft Specification of a Dual Voltage Vehicle Electrical Power System 42V/14V"

Volvo ใช้ 42 V สำหรับไฮบริดแบบอ่อนบางรุ่น^{[ 5 ] [ 6 ]}

การนำ เทคโนโลยี รถยนต์ไฮบริดมา ใช้เพิ่มมากขึ้น ในช่วงทศวรรษ 2010 ส่งผลให้มีการนำระบบ 48 โวลต์มาใช้ใน รถยนต์ ไฮบริดแบบอ่อนซึ่งเพิ่มกำลังไฟฟ้าให้กับเครื่องยนต์สันดาปภายใน (ICE) ทั่วไป และช่วยให้เกิดการสร้างพลังงานกลับคืนมาบางส่วนระหว่างการเบรกเพื่อประหยัดเชื้อเพลิง^{[ 7 ]}

ในปี 2554 ผู้ผลิตรถยนต์ชาวเยอรมันหลายรายตกลงใช้ระบบจ่ายไฟ 48 โวลต์บนโครงข่ายไฟฟ้า 12 โวลต์ที่มีอยู่เดิม และได้แนะนำ "ปลั๊กคอมโบ" ซึ่งเป็นปลั๊กไฟทั่วไปสำหรับการชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าแบบ DC ^{[ 8 ]}ณ ปี 2561 ระบบไฟฟ้า 48 โวลต์ นี้ ได้ถูกนำไปใช้ในรถยนต์ที่ผลิตแล้ว เช่น รถ SUV ของ PorscheและBentleyในขณะที่VolvoและAudiวางแผนที่จะใช้มาตรฐาน 48 โวลต์ในรถยนต์รุ่นปี 2562 ^{[ 9 ]}

ในเดือนมีนาคม พ.ศ. 2566 Tesla Inc.เริ่มผลิตCybertruckที่ใช้สถาปัตยกรรม 48 โวลต์^{[ 10 ]}ซึ่งเป็นรถยนต์ผลิตคันแรกที่ใช้แรงดันไฟฟ้า 48 โวลต์เป็นแรงดันไฟฟ้าของระบบสำหรับระบบแรงดันต่ำทั้งหมด พวกเขาระบุว่า รถยนต์ รุ่นต่อไป ของพวกเขา ก็จะใช้ระบบไฟฟ้าแรงดันต่ำ 48 โวลต์เช่นกัน^{[ 11 ]}

แบตเตอรี่ตะกั่วกรด 6 เซลล์ผลิตแรงดันไฟฟ้าประมาณ 12.6 โวลต์ขณะคายประจุ และอัลเทอร์เนเตอร์ของ รถยนต์ที่ใช้แบตเตอรี่เหล่านี้ ได้รับการออกแบบให้ผลิตแรงดันไฟฟ้า 13.5 ถึง14.5 โวลต์ขณะชาร์จ^{[ 1 ]} 42 โวลต์เป็นค่าประมาณของเอาต์พุตของระบบชาร์จตามมาตรฐานใหม่^{[ 2 ]} ระบบไฟฟ้าของรถยนต์ ในปัจจุบันที่มี แรงดันไฟฟ้า 12 โวลต์ โดยทั่วไป จะทำงานที่แรงดันไฟฟ้าประมาณ13.8 โวลต์ดังนั้น14 โวลต์ จึง เป็นค่าที่บ่งบอกถึงแรงดันไฟฟ้า เอกสารเกี่ยวกับ ระบบไฟฟ้า 42 โวลต์มักจะอ้างถึงระบบที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ตะกั่วกรด 6 เซลล์ว่ามี แรงดันไฟฟ้า 14 โวลต์ โดยทั่วไป ขึ้น อยู่กับสภาวะการทำงาน แรงดันไฟฟ้าของระบบไฟฟ้าของรถยนต์ในปัจจุบันอาจแตกต่างกันไประหว่าง6.5 ถึง 16 โวลต์โดยมีระดับของคลื่นรบกวนที่ซ้อนทับอยู่บนค่านี้แตกต่างกันไป

หลังจากการเตรียมงานอย่างละเอียดถี่ถ้วน ซึ่งส่งผลให้เกิด "รายการโหลดในรถยนต์ประจำปี 2005" สถาปัตยกรรมระบบไฟฟ้าในรถยนต์ต่างๆ ได้ถูกนำมาเปรียบเทียบโดยใช้เครื่องมือ "MAESTrO" ( 12 V, 12 V/24 V DC, 12 V/48 V DCและ12 V/60 V AC ) ในการประชุมเชิงปฏิบัติการเดือนกันยายน 1995 ที่สถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ (MIT/LEES) ผลการศึกษาพบว่าแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงที่สูงที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้นั้นเป็นทางเลือกที่ดีที่สุด

ข้อจำกัดสำหรับแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงคือขีดจำกัดการป้องกันอันตรายจากไฟฟ้าช็อตที่60 โวลต์ซึ่งต้องไม่เกินขีดจำกัดนี้แม้ในระหว่างที่แรงดันไฟฟ้าผันผวนเนื่องจากสภาวะรุนแรง ขีดจำกัดนี้ทำให้ไม่สามารถใช้ระบบไฟฟ้าในรถยนต์ที่มีแรงดันไฟฟ้าแบตเตอรี่ที่ระบุไว้ที่48 โวลต์ได้เนื่องจากในอุณหภูมิต่ำ แรงดันไฟฟ้าในการชาร์จแบตเตอรี่อาจสูงถึง60 โวลต์นอกจากนี้ ราคา น้ำหนัก และปริมาตรของแบตเตอรี่ก็ได้รับผลกระทบจากจำนวนเซลล์ ดังนั้นจึงต้องจำกัดจำนวนเซลล์ให้น้อยที่สุด

เทคโนโลยีแบตเตอรี่ใหม่สำหรับการใช้งานในรถยนต์จะไม่สามารถหาซื้อได้ในราคาที่เหมาะสมสำหรับ ระบบจ่ายไฟ 42 V/14 Vแบตเตอรี่ตะกั่วกรดมีราคาถูกและมีลักษณะการชาร์จ/คายประจุที่ "ยืดหยุ่น" มาก ดังนั้น แบตเตอรี่ตะกั่วกรดจึงถูกนำมาใช้โดยปรับให้เหมาะสมสำหรับพลังงานและอายุการใช้งานที่แรงดันไฟฟ้าต่ำ และปรับให้เหมาะสมสำหรับกำลังไฟที่แรงดันไฟฟ้าสูง

อีกหนึ่งเกณฑ์สำคัญสำหรับสถาปัตยกรรมใหม่คือ ต้องอนุญาตให้มีการแปลงโหลดไปสู่ระบบแรงดันสูงขึ้นทีละน้อยตามความจำเป็น

ในระบบ42 V/14 V นั้น วงจร 14 Vควรได้รับการปลดจากโหลดกำลังสูง และควรทำงานภายในขอบเขตที่แคบกว่ามาก

อิเล็กทรอนิกส์กำลังมีความสำคัญมากขึ้นเรื่อยๆ ในอุตสาหกรรมยานยนต์ และจะเป็นปัจจัยชี้ขาดในเรื่องราคาของรถยนต์ในอนาคต ดังนั้นเกณฑ์นี้จึงมีความสำคัญเป็นพิเศษในการเลือกแรงดันไฟฟ้าระดับสูงที่เหมาะสมที่สุด แม้ว่าอิเล็กทรอนิกส์กำลังในงานด้านยานยนต์จะมีแนวโน้มเติบโตขึ้นอย่างมาก แต่ส่วนแบ่งการตลาดจะลดลง เนื่องจากอัตราการเติบโตในส่วนตลาดอื่นๆ นั้นสูงกว่ามาก ด้วยเหตุผลนี้เพียงอย่างเดียว เทคโนโลยีการผลิตเฉพาะสำหรับใช้ในอุตสาหกรรมยานยนต์จึงเป็นไปไม่ได้

จากการอภิปรายอย่างเข้มข้นกับผู้ผลิตเซมิคอนดักเตอร์รายใหญ่ พบว่าแรงดันไฟฟ้าประมาณ40 Vเป็นประโยชน์ ข้อโต้แย้งหลายประการได้รับการสรุปไว้ในเอกสาร " Intelligente Leistungshalbleiter für zukünftige Kfz-Bordnetze " ^{[ 12 ]} ("เซมิคอนดักเตอร์กำลังอัจฉริยะสำหรับระบบไฟฟ้าในรถยนต์แห่งอนาคต" ^{[ 13 ]} ) ซึ่งนำเสนอโดยอดีตบริษัท Siemens Semiconductors (ปัจจุบันคือInfineon ) ในการประชุม " Elektronik im Kraftfahrzeug " (อิเล็กทรอนิกส์ในรถยนต์) ครั้งที่ 17 เมื่อวันที่ 3/4 มิถุนายน พ.ศ. 2540 ที่เมืองมิวนิก

ข้อโต้แย้งอื่นๆ ที่สนับสนุนการใช้แรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้น ได้แก่ การลดน้ำหนักในระบบสายไฟ ความเสถียรที่ดีขึ้น และการลดแรงดันตกคร่อม ด้วยแรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นถึงสามเท่า ตัวนำที่มีขนาดหนาสามารถลดลงเหลือหนึ่งในสามของขนาดหน้าตัดเดิม และในขณะเดียวกัน แรงดันตกคร่อมสัมพัทธ์ก็สามารถลดลงเหลือหนึ่งในสามเช่นกัน สำหรับขนาดหน้าตัดเท่าเดิม แรงดันตกคร่อมสัมพัทธ์จะไม่เกินหนึ่งในเก้า ระดับแรงดันไฟฟ้าที่ได้จากข้อโต้แย้งเหล่านี้ใกล้เคียงกับสามเท่าของแรงดันไฟฟ้าในปัจจุบันมาก ดังนั้น42 โวลต์จึงกลายเป็นตัวเลือกอัตโนมัติสำหรับระดับแรงดันไฟฟ้าที่สอง

• แบตเตอรี่รถยนต์
• แรงดันไฟฟ้าต่ำมาก
• โหลดดัมพ์

• บทความโดย Emilian Ceuca: " มาตรฐานสถาปัตยกรรมเครือข่ายไฟฟ้า 42 โวลต์ " (PDF ) (65.0 KB)
• ดร. อัลฟองส์ กราฟ (ตุลาคม 2544) "Halbleiter ใน 42V-Bordnet" (PDF ) www.vde.com (ในภาษาเยอรมัน) เก็บถาวรจากต้นฉบับ(PDF)เมื่อวันที่ 02-10-2011
• รายงาน Powernet 42V ที่เก็บถาวรเมื่อวันที่ 4 มีนาคม 2016 ในWayback Machineโดย Mike Weighall, Digatron/Firing Circuits, Aachen มกราคม 2003