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解决电动汽车开发方案

时间:2024-04-22 22:37:09

  电动汽车接纳的增进是一个显然且显然的趋向,近的几份行业证明了这一点。虽然疫情致使汽车贩卖停息,但消费者有时间思索他们的车辆改换抉择,并且许多人好像正在思量将电动汽车作为可行的抉择。然而,消费者普遍接纳存在许多潜伏阻碍,值得注重的是续航里程和充电时候焦急。
  虽然云云,因为许多国家和地域当局的行动以及制造商的分外优惠,电动汽车销量在将来几年将大幅增进。
  从汽车制造商的角度来看,将来仍有许多手艺挑衅需求解决。电动汽车的初开辟旨在为晚期接纳者市场的现有品牌车型增添电动汽车替代品。然而,继续和光鲜明显的增进将需求许多分歧畛域的手艺前进。
  比方, 设想正在履历新化学物资和组织要领的庞大立异。虽然这些进展仍处于起步阶段,但曾经取得了可喜的结果。安排便捷且易于应用的电动汽车充电根底办法也需求少量投资。续航里程和充电时候以及价钱仍然是消费者体贴的思量要素,但影响这些的关头要素是车辆的分量。
  往常,电动汽车依然保留 12 V 电池,为挡风玻璃雨刷器、座椅舒适度操纵和信息文娱等非牵引相干性能供应能源。今朝,一些制造商正在将新车型的 12 V 电池更换为 48 V 电池。
  高压传统
  往常,任何新车都配备了有数基于 的性能,这与哈德逊汽车公司 1918 年推出标准化电池观点时的情形相去甚远。往常,时髦的触摸操纵信息文娱体系平日包括收音机、媒体播放器、 GNSS 导航体系、 集成以及车辆状况和体系设置菜单。另外,车内搭客还能够经由过程智能 、大容量 SD 卡或在线办事播放音乐。驾驶员辅佐体系 (ADAS) 连系应用雷达、激光雷达和基于机械进修的计算机视觉,供应周全的驾驶辅佐性能,比方自适应巡航操纵 (ACC)、盲点检测和紧要制动。汽车手艺的前进使人印象粗浅,但它们都有着已往的遗产。
  关于配备 400 V 或 800 V 电池组的电动汽车,假如接纳额定的电池和相干的 治理电子设置装备摆设来为上述所有部件供电,好像会发生不必要的资料本钱。图 1 说了然与内燃机相比,混杂能源和全电动能源架构变得如许庞杂。
  已往,制造商将各个体系性能封装在独自的电子操纵单位 (ECU) 中,每一个单位均接纳 12 V 电源供电。这类分布式电源治理和转换方法会致使昂扬的 BOM 本钱。当然,BOM 本钱并非需求思量的要素,由于 12 V 原电池和所有电源组件的分量代表着相当大的无效负载。比方,12 V 启动电池的均匀分量为 20 kg,加之过剩的功率转换组件,分量很快就会光鲜明显增添。

  从另一个角度来看,从 DC/DC 电源的角度来看,电动汽车能源体系需求 50 kW 及以上的功率转换和治理,而传统内燃机汽车的功率转换和治理功率小于 3 kW。是以,在的空间和轻的分量下完成靠得住、高效的功率转换变得相当首要。电动汽车电源架构需求支撑驱动能源体系、车载和根底办法充电以及遗留体系。

  图 1. 内燃机、混杂能源和全电动汽车中应用的能源架构的比拟(起源 Vicor)。图片由 Bodo's Power Systems供应
  汽车能源传输架构;分歧的要领

  Vicor 提出的解决电动汽车开辟挑衅的一种可行要领是应用虚构 12 V(或 24 V/48 V)电池(图 2)。为何不间接从车辆的主 400 V 或 800 V 电池组建立虚构电池,而不是依附独自的 12 V 电池?经由过程这类要领,制造商能够加重分量,同时下降相干的工程、供应链和库存本钱。

  图 2. 应用虚构电池 12 V 和 48 V 电源实行 EV 电源架构(起源 Vicor)。图片由 Bodo's Power Systems供应
  经由过程将高密度高压到高压转换模块集成到现有子系统中,Vicor 要领还完成了更高水平的集成并降低了 BoM 本钱——这也是 OEM 厂商但愿完成的目的。
  Vicor 提案重点存眷图 2 所示的电力传输网络架构的三个方面:充电、转换和传输。
  电动汽车充电:电动汽车行业正在逐步接纳 800 V 电池组事情电压,但安排的大部分电动汽车充电根底办法都是基于初的 400 V 规范。是以,任何新的电动汽车都需求可以或许顺应这两种电压程度。高效、简略的双向转换模块曾经上市,为电池与充电站的兼容性供应了极端灵巧、高效和高密度的可扩大解决计划。
  电源转换:应用高密度汽车级 DC/DC 模块对电动汽车的低压电池举行转换,可为汽车制造商节减少量分量和空间。异样,双向功率转换功能为功率传输架构设想供应了灵活性。经由过程应用来自 HV 电池的虚构 48 V 电池,可以或许排除对 48 V 旁边能量存储的需要,从而进一步节减分量和空间。

  虚构电力传输:在较新的车辆中,48 V 使用包孕新的驱动、转向和线控制动高功率体系。餍足这些网络的供电请求,同时支撑拥有更高功率请求的传统 12V 负载(见图 3),需求子细思量。Vicor 供应比传统解决计划更小、更轻的紧凑型高密度模块解决计划。

  图 3. 经由过程车辆 HV 电池的虚构电源架构支撑传统 12 V 使用(起源 Vicor)。图片由 Bodo's Power Systems供应
  从新界说汽车电力传输架构
  跟着汽车原始设置装备摆设制造商起劲下降二氧化碳排放,同时进步车辆功能和性能,电动汽车被证实是抉择。然而,将电动汽车的分量保持在限度以完成更好的行驶里程被证实是一个挑衅。从新界说车辆供电网络的架构能够加重分量并下降体系本钱。

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