汽车电源的未来是48V

在新的电力牵引技术无疑赢得对环境的污染和二氧化碳的挑战2排放量，还提供了在性能和功能改进显著。就电气化研究而言，真正的研究正在不断发酵。这些挑战涉及新的电动汽车平台：

管理新的 48V 负载；使用耗尽的 12V 系统

高压转换稳压，800V和400V电池系统；12V 和 48V 车辆供电

减轻重量和尺寸的大功率DC-DC转换器设计；

增加来自新供应商的创新技术。

在汽车市场，48V 电源技术正在迅速扩展，适用于全电动和混合动力汽车以及轻度混合动力汽车。

Vicor正在通过生产模块化解决方案并为转换器提供高度集成和可扩展性来进军电源转换领域。模块化电源取代了当今车辆中流行的更大更重的分立式解决方案。借助 Vicor ChiP 电源模块（见图 1），可以使用四个器件设计 300 种可能的解决方案组合。转换和 48V 调节的模块化简化了能源供应，同时提高了性能和生产力。原始设备制造商 （OEM） 和一级供应商可以重复使用这些模块，并针对各种平台对它们进行适当扩展，从而加快设计周转并更好地利用工程资源。

图 1：五个 Vicor 芯片

Vicor 汽车业务发展全球副总裁 Patrick Wadden 表示：“我们针对四种不同的供电架构。其中之一涉及从超高压到低压的转换，通常是从 800V 降到 48V。第二个涉及从高压到低压400V再到48V的转变。第三种方法侧重于从超高压到高压的转变，通常从 800V 到 400V，目标是使用 61 x 23mm ChiP 中的单个 6.4kW 模块为电池充电，提供非常高的功率密度。最后，第四种架构是低压到低压，适用于 60V 以下非隔离负载，通常用于负载从机械 12V 系统转移到 48V 电气系统的电气化，如启动/停止功能所示。

高压电力输送

许多电动汽车开始使用 800V 电压来增加所需的功率水平和超过 400V 的更高性能。正是由于高输入/输出电压比（800V 至 48V），电流转换器体积大且重。使用在高开关频率下运行的 Vicor 固定比率转换模块，可以实现 98% 的效率，从而显着减小系统尺寸。通过分散式架构和用于分配 48V 电源的模块化电源组件，设计得到了极大的简化。Vicor 模块化组件比市场上大多数有竞争力的解决方案具有更高的密度和效率，因此具有更高的可扩展性和灵活性。这些组件可以很容易地并联连接，并且通过添加几个组件，

至于冷却系统，Wadden 说：“系统效率高达 98%，简化了热管理，并且可以使用更小的散热器。此外，模块化解决方案有助于获得非常小的产品“。由此产生的优势涉及整个基础设施：可以缩小电缆系统的尺寸，优化连接器的尺寸，简化冷却技术。瓦登宣称：“舒适负荷很容易添加到车辆上。通过使用带有方糖大小的小型 2kW 转换器的加热元件消除风扇、通风和吹风部件，可以加热方向盘和座椅或快速为车窗除霜。风扇、执行器和所有相关电子和机械部件的移除明显减轻了机器的重量。所有这些优点加在一起，

一种创新的制造方法

Vicor ChiP 由位于马萨诸塞州的 Vicor 制造工厂的面板直接制成。每个面板允许根据模块的大小和功率级别创建多个芯片。这种使用半导体“晶圆”模型生产高密度电源产品的新方法使 Vicor 能够以具有竞争力的价格向汽车行业和数据中心客户提供大容量的电力传输产品。Wadden 解释说：“我们专注于四种推进系统，轻度混合动力、插电式汽车 （PEV） 以及混合动力和 EV/BEV 全电动汽车，预计市场份额将从 7% 增长到 35%在接下来的 10 年中，但将在动力传动系统中经历一些最大的变化”。

Vicor 提供的在线仿真工具可对产品的电气和热行为进行准确的仿真。用户可以定义产品的操作和环境条件。除了设置基本线路和负载条件外，用户还可以调整输入输出阻抗和滤波器条件。可以在定义的时间段内运行多种模拟类型。图表和结果表根据用户提供的设置准确显示产品性能。

混合动力汽车利用高压 PDN（功率设备网络）的优势，但仅限于 SELV（安全超低电压）环境，可以利用非隔离式固定比率转换器的显着密度和效率。在这些应用中，许多工程师需要保留其传统的 12V 负载，但使用具有成本效益的 48V 至 12V 转换器来充分利用 48V PDN。NBM2317 IC 采用通孔 ChiP™ 和 SM-ChiP™（表面贴装 ChiP）板安装封装，是固定比率（非调节）非隔离双向 DC-DC 转换器，具有完整的解决方案，无需外部输入滤波器或大容量电容器。

审核编辑：郭婷