幾年來，電動(dòng)汽車的制造量幾乎沒有超過 1%。此后，由于政府補(bǔ)貼，許多原始設(shè)備制造商開始轉(zhuǎn)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(dá)到 6300 萬輛。其中近一半，即 2900 萬輛，預(yù)計(jì)將完全電氣化。

Vicor 全球汽車業(yè)務(wù)發(fā)展副總裁 Patrick Wadden 在接受采訪時(shí)表示，在電氣化方面進(jìn)行了大量投資，動(dòng)力技術(shù)將在解決動(dòng)力系統(tǒng)效率問題方面發(fā)揮關(guān)鍵作用。

沃爾沃聲稱，到 2025 年，他們 50% 的汽車將是電動(dòng)汽車，其余汽車將是混合動(dòng)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(jì)比去年還要高。到 2030 年，在 6300 萬輛 xEV 汽車中，我們預(yù)計(jì)純電動(dòng)汽車將占 2900 萬輛，占 xEV 總數(shù)的 45%。內(nèi)燃機(jī)汽車的產(chǎn)量可能會(huì)從 2020 年的 97% 下降到 2040 年的 10%，”Wadden 說。

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

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

電動(dòng)汽車電力需求增長高達(dá) 20 倍

內(nèi)燃機(jī)汽車的功率輸出通常在 600W 到 3kW 之間。電動(dòng)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(duì)于致力于優(yōu)化配電網(wǎng)絡(luò) (PDN) 的電力專家來說，這種增長是一個(gè)大問題。Wadden 強(qiáng)調(diào)需要采用足夠靈活的輕量級(jí)和緊湊型系統(tǒng)，以便在整個(gè)車隊(duì)中擴(kuò)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(dòng)力總成的尺寸和重量，并且必須提高熱管理和可重復(fù)使用性。

原始設(shè)備制造商正在投入大量精力來改進(jìn)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(shù)。汽車行業(yè)正在快速發(fā)展48伏電源技術(shù)，該技術(shù)用于全電動(dòng)、混合動(dòng)力和輕度混合動(dòng)力汽車。

汽車模塊化優(yōu)勢

原始設(shè)備制造商必須將盡可能多的動(dòng)力塞進(jìn)狹小的空間，無論是快速跑車、輕型卡車還是家用轎車?！捌囆枰o湊高效的電力解決方案，”沃登說。為了實(shí)現(xiàn)全車隊(duì)電氣化，原始設(shè)備制造商必須能夠跨多個(gè)平臺(tái)重用設(shè)計(jì)，以縮短上市時(shí)間。許多汽車制造商的車輛使用相同的平臺(tái)，輕松的功率縮放對(duì)于調(diào)整轎車、小型貨車、SUV和其他共享相同平臺(tái)的車輛之間的功率至關(guān)重要。

車輛的總重量會(huì)影響性能，尤其是電池壽命。

Vicor 的 98% 效率總線轉(zhuǎn)換器模塊 (BCM6135) 可以通過 EMI 過濾、簡化的冷卻結(jié)構(gòu)和 25kg 48V 電池更換盒輕松實(shí)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(zhuǎn)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(luò)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(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)面臨著改變電力需求的困難。Wadden 強(qiáng)調(diào)，模塊化動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法具有通用性和可擴(kuò)展性，允許設(shè)計(jì)人員在 SUV、小型貨車和輕型卡車等各種動(dòng)力系統(tǒng)中部署標(biāo)準(zhǔn)化解決方案。
模塊化還支持通過 48V 總線實(shí)現(xiàn)分布式電源拓?fù)?。電源模塊可以安裝在方便的位置以進(jìn)行局部 48-V/12-V 轉(zhuǎn)換，例如手套箱下方、行李箱附近或每個(gè)車輪附近。

審核編輯 黃昊宇