在新的電力牽引技術(shù)無(wú)疑贏得對(duì)環(huán)境的污染和二氧化碳的挑戰(zhàn)2排放量，還提供了在性能和功能改進(jìn)顯著。就電氣化研究而言，真正的研究正在不斷發(fā)酵。這些挑戰(zhàn)涉及新的電動(dòng)汽車平臺(tái)：

管理新的 48V 負(fù)載；使用耗盡的 12V 系統(tǒng)

高壓轉(zhuǎn)換穩(wěn)壓，800V和400V電池系統(tǒng)；12V 和 48V 車輛供電

減輕重量和尺寸的大功率DC-DC轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)；

增加來(lái)自新供應(yīng)商的創(chuàng)新技術(shù)。

在汽車市場(chǎng)，48V 電源技術(shù)正在迅速擴(kuò)展，適用于全電動(dòng)和混合動(dòng)力汽車以及輕度混合動(dòng)力汽車。

Vicor正在通過(guò)生產(chǎn)模塊化解決方案并為轉(zhuǎn)換器提供高度集成和可擴(kuò)展性來(lái)進(jìn)軍電源轉(zhuǎn)換領(lǐng)域。模塊化電源取代了當(dāng)今車輛中流行的更大更重的分立式解決方案。借助 Vicor ChiP 電源模塊（見(jiàn)圖 1），可以使用四個(gè)器件設(shè)計(jì) 300 種可能的解決方案組合。轉(zhuǎn)換和 48V 調(diào)節(jié)的模塊化簡(jiǎn)化了能源供應(yīng)，同時(shí)提高了性能和生產(chǎn)力。原始設(shè)備制造商 （OEM） 和一級(jí)供應(yīng)商可以重復(fù)使用這些模塊，并針對(duì)各種平臺(tái)對(duì)它們進(jìn)行適當(dāng)擴(kuò)展，從而加快設(shè)計(jì)周轉(zhuǎn)并更好地利用工程資源。

圖 1：五個(gè) Vicor 芯片

Vicor 汽車業(yè)務(wù)發(fā)展全球副總裁 Patrick Wadden 表示：“我們針對(duì)四種不同的供電架構(gòu)。其中之一涉及從超高壓到低壓的轉(zhuǎn)換，通常是從 800V 降到 48V。第二個(gè)涉及從高壓到低壓400V再到48V的轉(zhuǎn)變。第三種方法側(cè)重于從超高壓到高壓的轉(zhuǎn)變，通常從 800V 到 400V，目標(biāo)是使用 61 x 23mm ChiP 中的單個(gè) 6.4kW 模塊為電池充電，提供非常高的功率密度。最后，第四種架構(gòu)是低壓到低壓，適用于 60V 以下非隔離負(fù)載，通常用于負(fù)載從機(jī)械 12V 系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到 48V 電氣系統(tǒng)的電氣化，如啟動(dòng)/停止功能所示。

高壓電力輸送

許多電動(dòng)汽車開(kāi)始使用 800V 電壓來(lái)增加所需的功率水平和超過(guò) 400V 的更高性能。正是由于高輸入/輸出電壓比（800V 至 48V），電流轉(zhuǎn)換器體積大且重。使用在高開(kāi)關(guān)頻率下運(yùn)行的 Vicor 固定比率轉(zhuǎn)換模塊，可以實(shí)現(xiàn) 98% 的效率，從而顯著減小系統(tǒng)尺寸。通過(guò)分散式架構(gòu)和用于分配 48V 電源的模塊化電源組件，設(shè)計(jì)得到了極大的簡(jiǎn)化。Vicor 模塊化組件比市場(chǎng)上大多數(shù)有競(jìng)爭(zhēng)力的解決方案具有更高的密度和效率，因此具有更高的可擴(kuò)展性和靈活性。這些組件可以很容易地并聯(lián)連接，并且通過(guò)添加幾個(gè)組件，

至于冷卻系統(tǒng)，Wadden 說(shuō)：“系統(tǒng)效率高達(dá) 98%，簡(jiǎn)化了熱管理，并且可以使用更小的散熱器。此外，模塊化解決方案有助于獲得非常小的產(chǎn)品“。由此產(chǎn)生的優(yōu)勢(shì)涉及整個(gè)基礎(chǔ)設(shè)施：可以縮小電纜系統(tǒng)的尺寸，優(yōu)化連接器的尺寸，簡(jiǎn)化冷卻技術(shù)。瓦登宣稱：“舒適負(fù)荷很容易添加到車輛上。通過(guò)使用帶有方糖大小的小型 2kW 轉(zhuǎn)換器的加熱元件消除風(fēng)扇、通風(fēng)和吹風(fēng)部件，可以加熱方向盤(pán)和座椅或快速為車窗除霜。風(fēng)扇、執(zhí)行器和所有相關(guān)電子和機(jī)械部件的移除明顯減輕了機(jī)器的重量。所有這些優(yōu)點(diǎn)加在一起，

一種創(chuàng)新的制造方法

Vicor ChiP 由位于馬薩諸塞州的 Vicor 制造工廠的面板直接制成。每個(gè)面板允許根據(jù)模塊的大小和功率級(jí)別創(chuàng)建多個(gè)芯片。這種使用半導(dǎo)體“晶圓”模型生產(chǎn)高密度電源產(chǎn)品的新方法使 Vicor 能夠以具有競(jìng)爭(zhēng)力的價(jià)格向汽車行業(yè)和數(shù)據(jù)中心客戶提供大容量的電力傳輸產(chǎn)品。Wadden 解釋說(shuō)：“我們專注于四種推進(jìn)系統(tǒng)，輕度混合動(dòng)力、插電式汽車 （PEV） 以及混合動(dòng)力和 EV/BEV 全電動(dòng)汽車，預(yù)計(jì)市場(chǎng)份額將從 7% 增長(zhǎng)到 35%在接下來(lái)的 10 年中，但將在動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)中經(jīng)歷一些最大的變化”。

Vicor 提供的在線仿真工具可對(duì)產(chǎn)品的電氣和熱行為進(jìn)行準(zhǔn)確的仿真。用戶可以定義產(chǎn)品的操作和環(huán)境條件。除了設(shè)置基本線路和負(fù)載條件外，用戶還可以調(diào)整輸入輸出阻抗和濾波器條件。可以在定義的時(shí)間段內(nèi)運(yùn)行多種模擬類型。圖表和結(jié)果表根據(jù)用戶提供的設(shè)置準(zhǔn)確顯示產(chǎn)品性能。

混合動(dòng)力汽車?yán)酶邏?PDN（功率設(shè)備網(wǎng)絡(luò)）的優(yōu)勢(shì)，但僅限于 SELV（安全超低電壓）環(huán)境，可以利用非隔離式固定比率轉(zhuǎn)換器的顯著密度和效率。在這些應(yīng)用中，許多工程師需要保留其傳統(tǒng)的 12V 負(fù)載，但使用具有成本效益的 48V 至 12V 轉(zhuǎn)換器來(lái)充分利用 48V PDN。NBM2317 IC 采用通孔 ChiP? 和 SM-ChiP?（表面貼裝 ChiP）板安裝封裝，是固定比率（非調(diào)節(jié)）非隔離雙向 DC-DC 轉(zhuǎn)換器，具有完整的解決方案，無(wú)需外部輸入濾波器或大容量電容器。

審核編輯：郭婷