幾年來，電動汽車的制造量幾乎沒有超過 1%。此后，由于政府補貼，許多原始設備制造商開始轉向電氣化。根據(jù)瑞士信貸全球汽車研究公司的數(shù)據(jù)，這一數(shù)字將從 2020 年的 11% 上升到 2030 年的 62%，全球銷量將達到 6300 萬輛。其中近一半，即 2900 萬輛，預計將完全電氣化。

Vicor 全球汽車業(yè)務發(fā)展副總裁 Patrick Wadden 在接受采訪時表示，在電氣化方面進行了大量投資，動力技術將在解決動力系統(tǒng)效率問題方面發(fā)揮關鍵作用。

沃爾沃聲稱，到 2025 年，他們 50% 的汽車將是電動汽車，其余汽車將是混合動力汽車。到 2030 年，福特、通用汽車和克萊斯勒將投資超過 500 億美元。今年新車估計比去年還要高。到 2030 年，在 6300 萬輛 xEV 汽車中，我們預計純電動汽車將占 2900 萬輛，占 xEV 總數(shù)的 45%。內(nèi)燃機汽車的產(chǎn)量可能會從 2020 年的 97% 下降到 2040 年的 10%，”Wadden 說。

圖 1：到 2030 年，純電動汽車 (BEV) 將占所有 xEV 的 45% 資料來源：瑞士信貸估計（全球研究團隊）

一些最受歡迎的車型，如通用悍馬、新款福特 Mach E（電動野馬）以及現(xiàn)在標志性的 F150 輕型卡車，正在實現(xiàn)電氣化（閃電）。新車改進了快速充電技術，降低了維護和維修成本。

電動汽車電力需求增長高達 20 倍

內(nèi)燃機汽車的功率輸出通常在 600W 到 3kW 之間。電動汽車，如 EV、HEV 和 PHEV (xEV)，需要 3 至 60 kW 的功率水平，比傳統(tǒng)車輛所需的功率水平高 5 至 20 倍以上。對于致力于優(yōu)化配電網(wǎng)絡 (PDN) 的電力專家來說，這種增長是一個大問題。Wadden 強調(diào)需要采用足夠靈活的輕量級和緊湊型系統(tǒng)，以便在整個車隊中擴展和重用電源組件，以解決這些問題。

必須提高功率水平，必須減小動力總成的尺寸和重量，并且必須提高熱管理和可重復使用性。

原始設備制造商正在投入大量精力來改進其PDN。他們正在為電氣化的研發(fā)投資數(shù)百萬美元。他們總是在創(chuàng)新，并提出創(chuàng)新技術。汽車行業(yè)正在快速發(fā)展48伏電源技術，該技術用于全電動、混合動力和輕度混合動力汽車。

汽車模塊化優(yōu)勢

原始設備制造商必須將盡可能多的動力塞進狹小的空間，無論是快速跑車、輕型卡車還是家用轎車。“汽車需要緊湊高效的電力解決方案，”沃登說。為了實現(xiàn)全車隊電氣化，原始設備制造商必須能夠跨多個平臺重用設計，以縮短上市時間。許多汽車制造商的車輛使用相同的平臺，輕松的功率縮放對于調(diào)整轎車、小型貨車、SUV和其他共享相同平臺的車輛之間的功率至關重要。

車輛的總重量會影響性能，尤其是電池壽命。

Vicor 的 98% 效率總線轉換器模塊 (BCM6135) 可以通過 EMI 過濾、簡化的冷卻結構和 25kg 48V 電池更換盒輕松實現(xiàn)。高密度電源模塊的尺寸為 61 x 35 x 7mm，可將原電池從 400 至 800V 轉換為 48V，提供超過 2kW 的功率，功率密度 >4.3kW/in3（圖 2）。

圖 2：使用電源模塊的供電網(wǎng)絡減小了尺寸和重量（來源：Vicor）

隨著汽車電氣化的發(fā)展，電力系統(tǒng)設計團隊面臨著改變電力需求的困難。Wadden 強調(diào)，模塊化動力系統(tǒng)設計方法具有通用性和可擴展性，允許設計人員在 SUV、小型貨車和輕型卡車等各種動力系統(tǒng)中部署標準化解決方案。
模塊化還支持通過 48V 總線實現(xiàn)分布式電源拓撲。電源模塊可以安裝在方便的位置以進行局部 48-V/12-V 轉換，例如手套箱下方、行李箱附近或每個車輪附近。

審核編輯 黃昊宇