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電動汽車（電動汽車）可能是近年來科技公司和消費者必須面臨的最大挑戰之一。雖然越來越多的環保系統需要完全改變我們的前進方式，但也需要確保新的綠色技術在價格和性能上盡可能高效。

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車輛OEM必須滿足日益嚴格的要求CO2排放標準，提高車輛性能，保持競爭力。純電動汽車（EV），混合電動汽車（HEV）和內燃機車（ICE）電氣化解決了這一重大挑戰。增加諸如48V，400V和800V為了滿足不斷增長的功率需求，如高壓電池反過來又增加了功率傳輸架構的復雜性，并對尺寸和效率提出了新的要求。

輕微混合動力電動汽車（MHEV）該系統是電氣化的門戶。也被認為是輕型混合動力，它們將有助于混合動力模型的指數增長。MHEV該系統可以在制動過程中回收車輛能量，并在車輛重啟過程中提供能量，從而減少汽油消耗和二氧化碳排放。

HEV模型的第二種電氣化方法包括和ICE一起工作的電機可以在電動模式下100%行駛幾公里。另一種流行的替代方法是插電式混合動力汽車（PHEV），電池可由電網充電，零排放時續航里程增加到50公里左右。在這種情況下，電氣化程度明顯高于MHEV市場上有幾十種混合動力技術(購買成本更高)PHEV車型。

電動汽車（BEV）缺少ICE，它由逆變器和電機的組合提供動力。BEV在電網和制動再生過程中可以充電。在電動汽車中，我們還發現了帶有小型內燃發動機的擴展電動汽車（EREV）專門用作電流發生器，在電源不足時給電池充電。最后一類是由氫燃料電池驅動的燃料電池電動汽車（FCEV）。

圖1:全球預測(來源:Vicor/HIS）

該解決方案不僅可用于固態電池或氫燃料電池等新能源存儲技術，還可用于減輕重量和采礦Weidmuller代理用新的電氣架構提高汽車效率。

今天的電氣化挑戰

如今，電氣化面臨的挑戰包括：降低成本，實現積極性CO2排放目標，管理電源要求的變化，舊的12V負載供電、交付更輕、性能更高的車輛、功率水平提高、充電時間更快、電壓管理更高V和400V電池系統，Vicor Corporation全球汽車業務發展副總裁Patrick Wadden說。

為了提高內燃機的燃油效率，降低內燃機的燃油效率，汽車、卡車、公共汽車和摩托車制造商正在迅速電氣化其車輛CO2排放。電氣化有很多選擇，但大多數制造商選擇48伏輕度混合動力系統，而不是全混合動力系統。在輕度混合動力系統中，除了傳統的12V除了電池，還增加了48V電池。

車輛配有800伏或400伏電池。Vicor從電池中獲得800或400伏特的電壓，并將功率轉換為48伏特，認為負載供電如電動渦輪增壓器、前擋風玻璃和冷卻泵。由800或400伏電池供電的系統可以完全節省48V并創建虛擬48V電池。消除了48V電池，為OEM它提供了更高的功率密度，減輕了重量和尺寸，擴大了車輛的行駛范圍。這些解決方案是可擴展的，可以滿足豪華車的入門級需求。”Wadden說。

圖3：從過載12開始V機械電壓轉換為48V（來源：Vicor）

48V該技術可以有效地分配電源

48V技術將電源能力提高了4倍（P=V?I），可用于較重的負載，如空調和啟動催化轉化器。V該系統可以為混合動力發動機提供動力，可以更快、更穩定地加速和節省燃油。

Wadden克服12伏輸電網絡的長期成本優化（PDN）猶豫可能是最大的挑戰。對汽車行業來說，48V輕度混合動力系統提供了一種快速引入排放量低、里程長、油耗高的新車的方法，具有實用性。它還提供了令人興奮的新設計選項，以實現更高的性能和功能，同時仍然減少CO2排放。

絕大多數集中式使用DC-DC由于使用了舊的，轉換器體積大而笨重PWM低頻開關拓撲。最新的結構是使用電源模塊的分散式電源傳輸(圖4)。

使用分散模型的好處甚至可以在車輛周圍較輕的電纜布線的系統級別上實現。在最小化阻抗和電阻方面，將轉換器放置在最接近負載的位置。在某些情況下，冷卻板或液體冷卻可以簡化冷卻方法。Wadden說功能安全的選擇和靈活性將通過更多的選擇發揮作用。

這種低功耗48的電源傳輸架構V至12V轉換器。分散式電源架構在電源系統中具有顯著的熱管理優勢。

讓我們來看看集中系統和分散系統的高級示意圖。在左邊，我們有一個傳統的3kW傳統上有4000銀盒V輸入到12V汽車中的12個輸出V負載供電。如何在汽車周圍使用48V例子：轉換器放置在負載點的右側，分散模型消除了大銀箱，并根據需要在車輛周圍分配電源。這也允許帶備用耗材的實施ASIL FUSA。隨著電力需求的增加，管理變得越來越困難，這些舊的傳統銀盒無法繼續添加。Wadden說。

新的48V PDN傳統12必須支持更高的功率要求V負載，以及使用電纜的新大功率驅動、轉向和制動系統。與更大、更笨重的分立解決方案相比，在越來越多的負載下提供更多的48V電源需要高密度模塊。Vicor從48提供多個用途V供電模塊。在降壓或升壓模式下，這些設備包括固定比和穩壓轉換解決方案V和12V負載。這些轉換器可以包含在單個外殼中，也可以使用更小更輕的48V PDN整車分布。

圖5:傳統轉換器管理功耗(來源:Vicor）

圖6：Vicor解決方案(來源:Vicor）

當OEM電壓轉換級應放置在車輛附近最接近負載的地方，或48V降壓至12V或將12V升高至48V時，Vicor NBM可用于分散架構。

通過使用400V和800V車輛與任何充電站的兼容性都需要盡可能簡單但最有效的轉換解決方案。NBM6123采用61 x 23mm CM-ChiP封裝提供6.4kW固定比率的400V和800V為了實現路邊充電站與不同車輛的兼容性，實現了可擴展、高效、高密度的解決方案。Vicor解決方案的雙向功能允許同一模塊用于升壓或降壓轉換。NBM6123也可用于在充電過程中將能量輸送到車輛進行空調，從而最大限度地減少電池平衡電路。

結論

如今，汽車電氣化采用了多種形式，為它們提供了非常復雜的動力。車輛有許多不同的系統，每個系統可能有不同的功率要求。模塊化電源方法本質上更大的靈活性和可擴展性，可以應對許多挑戰。Vicor高性能解決方案體積小，重量輕，旨在解決任何系統的電源轉換、充電和傳輸問題。