电动汽车（电动汽车）可能是近年来科技公司和消费者必须面临的最大挑战之一。虽然越来越多的环保系统需要完全改变我们的前进方式，但也需要确保新的绿色技术在价格和性能上尽可能高效。

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车辆OEM必须满足日益严格的要求CO2排放标准，提高车辆性能，保持竞争力。纯电动汽车（EV），混合电动汽车（HEV）和内燃机车（ICE）电气化解决了这一重大挑战。增加诸如48V，400V和800V为了满足不断增长的功率需求，如高压电池反过来又增加了功率传输架构的复杂性，并对尺寸和效率提出了新的要求。

轻微混合动力电动汽车（MHEV）该系统是电气化的门户。也被认为是轻型混合动力，它们将有助于混合动力模型的指数增长。MHEV该系统可以在制动过程中回收车辆能量，并在车辆重启过程中提供能量，从而减少汽油消耗和二氧化碳排放。

HEV模型的第二种电气化方法包括和ICE一起工作的电机可以在电动模式下100%行驶几公里。另一种流行的替代方法是插电式混合动力汽车（PHEV），电池可由电网充电，零排放时续航里程增加到50公里左右。在这种情况下，电气化程度明显高于MHEV市场上有几十种混合动力技术(购买成本更高)PHEV车型。

电动汽车（BEV）缺少ICE，它由逆变器和电机的组合提供动力。BEV在电网和制动再生过程中可以充电。在电动汽车中，我们还发现了带有小型内燃发动机的扩展电动汽车（EREV）专门用作电流发生器，在电源不足时给电池充电。最后一类是由氢燃料电池驱动的燃料电池电动汽车（FCEV）。

图1:全球预测(来源:Vicor/HIS）

该解决方案不仅可用于固态电池或氢燃料电池等新能源存储技术，还可用于减轻重量和采矿Weidmuller代理用新的电气架构提高汽车效率。

今天的电气化挑战

如今，电气化面临的挑战包括：降低成本，实现积极性CO2排放目标，管理电源要求的变化，旧的12V负载供电、交付更轻、性能更高的车辆、功率水平提高、充电时间更快、电压管理更高V和400V电池系统，Vicor Corporation全球汽车业务发展副总裁Patrick Wadden说。

为了提高内燃机的燃油效率，降低内燃机的燃油效率，汽车、卡车、公共汽车和摩托车制造商正在迅速电气化其车辆CO2排放。电气化有很多选择，但大多数制造商选择48伏轻度混合动力系统，而不是全混合动力系统。在轻度混合动力系统中，除了传统的12V除了电池，还增加了48V电池。

车辆配有800伏或400伏电池。Vicor从电池中获得800或400伏特的电压，并将功率转换为48伏特，认为负载供电如电动涡轮增压器、前挡风玻璃和冷却泵。由800或400伏电池供电的系统可以完全节省48V并创建虚拟48V电池。消除了48V电池，为OEM它提供了更高的功率密度，减轻了重量和尺寸，扩大了车辆的行驶范围。这些解决方案是可扩展的，可以满足豪华车的入门级需求。”Wadden说。

图3：从过载12开始V机械电压转换为48V（来源：Vicor）

48V该技术可以有效地分配电源

48V技术将电源能力提高了4倍（P=V?I），可用于较重的负载，如空调和启动催化转化器。V该系统可以为混合动力发动机提供动力，可以更快、更稳定地加速和节省燃油。

Wadden克服12伏输电网络的长期成本优化（PDN）犹豫可能是最大的挑战。对汽车行业来说，48V轻度混合动力系统提供了一种快速引入排放量低、里程长、油耗高的新车的方法，具有实用性。它还提供了令人兴奋的新设计选项，以实现更高的性能和功能，同时仍然减少CO2排放。

绝大多数集中式使用DC-DC由于使用了旧的，转换器体积大而笨重PWM低频开关拓扑。最新的结构是使用电源模块的分散式电源传输(图4)。

使用分散模型的好处甚至可以在车辆周围较轻的电缆布线的系统级别上实现。在最小化阻抗和电阻方面，将转换器放置在最接近负载的位置。在某些情况下，冷却板或液体冷却可以简化冷却方法。Wadden说功能安全的选择和灵活性将通过更多的选择发挥作用。

这种低功耗48的电源传输架构V至12V转换器。分散式电源架构在电源系统中具有显著的热管理优势。

让我们来看看集中系统和分散系统的高级示意图。在左边，我们有一个传统的3kW传统上有4000银盒V输入到12V汽车中的12个输出V负载供电。如何在汽车周围使用48V例子：转换器放置在负载点的右侧，分散模型消除了大银箱，并根据需要在车辆周围分配电源。这也允许带备用耗材的实施ASIL FUSA。随着电力需求的增加，管理变得越来越困难，这些旧的传统银盒无法继续添加。Wadden说。

新的48V PDN传统12必须支持更高的功率要求V负载，以及使用电缆的新大功率驱动、转向和制动系统。与更大、更笨重的分立解决方案相比，在越来越多的负载下提供更多的48V电源需要高密度模块。Vicor从48提供多个用途V供电模块。在降压或升压模式下，这些设备包括固定比和稳压转换解决方案V和12V负载。这些转换器可以包含在单个外壳中，也可以使用更小更轻的48V PDN整车分布。

图5:传统转换器管理功耗(来源:Vicor）

图6：Vicor解决方案(来源:Vicor）

当OEM电压转换级应放置在车辆附近最接近负载的地方，或48V降压至12V或将12V升高至48V时，Vicor NBM可用于分散架构。

通过使用400V和800V车辆与任何充电站的兼容性都需要尽可能简单但最有效的转换解决方案。NBM6123采用61 x 23mm CM-ChiP封装提供6.4kW固定比率的400V和800V为了实现路边充电站与不同车辆的兼容性，实现了可扩展、高效、高密度的解决方案。Vicor解决方案的双向功能允许同一模块用于升压或降压转换。NBM6123也可用于在充电过程中将能量输送到车辆进行空调，从而最大限度地减少电池平衡电路。

结论

如今，汽车电气化采用了多种形式，为它们提供了非常复杂的动力。车辆有许多不同的系统，每个系统可能有不同的功率要求。模块化电源方法本质上更大的灵活性和可扩展性，可以应对许多挑战。Vicor高性能解决方案体积小，重量轻，旨在解决任何系统的电源转换、充电和传输问题。