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Irina Huber與Vicor公司汽車(chē)全球營(yíng)銷(xiāo)總監Gregory Green及Vicor汽車(chē)領(lǐng)域首席應用工程師Haris Muhedinovic一同討論高密度電源模塊解決方案，探索如何用它實(shí)現冗余和快速充電，加快電源系統設計。 汽車(chē)電氣化掀起了一場(chǎng)前所未有的研發(fā)浪潮，包括優(yōu)化供電網(wǎng)絡(luò )、本地及全球充電基礎設施。由于這個(gè)問(wèn)題的復雜性，有必要探索新的方法并開(kāi)發(fā)創(chuàng )造性的解決方案。高密度電源模塊為設計、擴展和適應當今汽車(chē)電氣化的快速發(fā)展步伐帶來(lái)了巨大的靈活性。 1 雙向充電和智能充電有什么區別？ GREEN：雙向充電和智能充電是相輔相成的。從本質(zhì)上講，雙向充電是指使用汽車(chē)電池為另一個(gè)負載供電；而智能充電是指系統智能，讓汽車(chē)能夠了解并管理它所供電的負載。 從充電器的角度看智能充電，家用充電器是一種可以在適當時(shí)隨時(shí)提供電能的設備。例如，如果屋頂的太陽(yáng)能電池板連接到互聯(lián)網(wǎng)，就可以輕松預測下一個(gè)晴天可以轉換和使用的電能。智能充電器處理這些信息，然后等電能可用的最合理時(shí)間為汽車(chē)充電。 MUHEDINOVIC：博世正在建設一套完整的智能充電基礎設施。該基礎設施與發(fā)電廠(chǎng)通信，了解當前的電價(jià)、電網(wǎng)供電能力是否充足以及能源來(lái)源。因此，智能充電可以監測整個(gè)充電基礎設施——汽車(chē)、太陽(yáng)能板、電網(wǎng)、通信和能源提供商。 GREEN：這已經(jīng)成為現實(shí)。例如在英國，自2022年年中起，所有墻上充電器都需要兼容智能充電器，并需要聯(lián)網(wǎng)以提供反饋。特斯拉的大多數直流充電器已經(jīng)做到了這一點(diǎn)。 2 雙向充電是如何使用的？ GREEN：雙向充電是指使用汽車(chē)電池為另一個(gè)負載供電。這包括車(chē)輛對電網(wǎng)（V2G）、車(chē)輛對家庭（V2H）、車(chē)輛對負載（V2L）或車(chē)輛對車(chē)輛（V2V）等多種形式。 有少數幾款汽車(chē)具有向其它負載供電的能力，例如日產(chǎn)Leaf和福特F150。它們可以提供 3.6kW 的交流電。 雙向充電功能需要監測，這是智能充電的用武之地，即監測并管理系統電能流動(dòng)。智能充電可以利用雙向電能來(lái)實(shí)現并優(yōu)化V2G、V2H、V2L或V2V。 Vicor正在做些什么來(lái)確保每輛電動(dòng)汽車(chē)都能與高速公路上的直流快充站兼容，以消除續航焦慮，加速電動(dòng)汽車(chē)的未來(lái)？ MUHEDINOVIC：我們認為主要挑戰是兼容性。今天的汽車(chē)使用兩種電壓，即400V或800V——電壓越高，充電速度越快。 問(wèn)題是，大多數路邊充電樁都是400VDC。為了實(shí)現快速充電，OEM廠(chǎng)商需要采取措施，將 400V 提升到800V。一些一級供應商已推出相關(guān)解決方案，但十分笨重，重量約為15千克。這些解決方案占用的空間大，而且會(huì )縮短續航里程。 800V電池和400V充電器之間的不兼容問(wèn)題可以通過(guò)“電池虛擬化”來(lái)解決。使用這種方法時(shí)，充電器會(huì )在車(chē)載充電器的一側“看到”一個(gè) 400V 的電池，即使另一側連接的是800V電池。Vicor的技術(shù)可以實(shí)現這一點(diǎn)。 在重量方面，Vicor的高密度大功率模塊，如正弦幅度轉換器（SAC），體積只有3.5升，可以實(shí)現電池虛擬化而不增加尺寸、重量和復雜性。重量?jì)?yōu)勢意味著(zhù)更遠的續航里程。 3 如何應對不斷變化的供電需求，開(kāi)發(fā)供電架構新方法？ GREEN：除了其它優(yōu)勢，Vicor還提供功率和電壓的可擴展性。Vicor的緊湊型電源模塊可以并聯(lián)放置，以根據需要輕松增加功率。這意味著(zhù)OEM只需要對一個(gè)部件進(jìn)行特性分析和驗證，這是一個(gè)重大優(yōu)勢，可以幫助 OEM推出與眾不同的系統并更快地推向市場(chǎng)。 MUHEDINOVIC：使用Vicor的電源模塊，不同汽車(chē)可以采用截然不同的供電網(wǎng)絡(luò )（PDN），而不需要設計專(zhuān)業(yè)知識或投入大量時(shí)間。使用的部件數量很少，因此OEM可以快速配置適合其xEV平臺的獨特 供電網(wǎng)絡(luò )（PDN）。配置簡(jiǎn)便性、靈活性和可擴展性是Vicor電源模塊的主要特點(diǎn)。它們是設計當今快速變化的xEV的完美解決方案。 4 電源冗余對電動(dòng)汽車(chē)的未來(lái)有多重要？ MUHEDINOVIC：隨著(zhù)對自動(dòng)駕駛汽車(chē)的需求不斷增加，對更可靠的電源架構的需求也不斷增加。因此，人們非常關(guān)注FIT（Failure In Time ）率。為了使單個(gè)部件達到ASILD等級或特殊功能自動(dòng)駕駛所需的FIT率，OEM正在實(shí)施冗余，幫助他們達到低FIT率要求。為了實(shí)現這一點(diǎn)，他們通常實(shí)施冗余電源，確保始終至少有一套電源可用于為指定的負載供電。 有時(shí)，制造商只依賴(lài)電池和DC-DC轉換器，但是他們還可能提供兩條獨立的路徑，使用高壓電池為低壓電池供電，這是確保未來(lái)電動(dòng)汽車(chē)安全冗余的一個(gè)重要因素。隨著(zhù)純機械系統越來(lái)越多地被電氣化功能所取代，例如電控轉向和電控制動(dòng)，非常重要的一點(diǎn)是必須確保這些系統能夠正常運行，即使高壓電池出現故障或暫時(shí)不可用。如果低壓電池丟失，DC-DC轉換器將為這些設備供電，如果 DC-DC 轉換器丟失，將有另一套電源為轉向和制動(dòng)系統供電。 有很多方法可以實(shí)現這一目標。Vicor的優(yōu)勢是，與競爭對手相比，Vicor的架構能以更小的體積和重量提供所需的冗余。例如，其它解決方案的體積可能達到五升，而Vicor只需不到兩升就可以提供全部功能。這進(jìn)一步簡(jiǎn)化了架構，而且占用的空間小得多。 GREEN：Vicor的技術(shù)利用正弦幅度轉換器（SAC），可以實(shí)現電池虛擬化，并有可能徹底消除汽車(chē)中的低壓電池，同時(shí)仍然提供電力冗余。這有助于優(yōu)化供電網(wǎng)絡(luò )，確保高性能和高效的功率轉換。 |
