緊湊型電源模組推動汽車電氣化

汽車電氣化掀起了一場前所未有的研發浪潮，包括優化供電網路、本地及全球充電基礎設施。由於這個問題的複雜性，有必要探索新的方法並開發創造性的解決方案。高密度電源模組為設計、擴充和適應當今汽車電氣化的快速發展步伐帶來了巨大的靈活性。

雙向充電和智慧充電有什麼區別？

GREEN：雙向充電和智慧充電是相輔相成的。從本質上講，雙向充電是指使用汽車電池為另一個負載供電；而智慧充電是指系統智慧，讓汽車能够瞭解並管理它所供電的負載。

從充電器的角度看智慧充電，家用充電器是一種可以在適當時隨時提供電能的設備。例如，如果屋頂的太陽能電池板連接到物聯網，就可以輕鬆預測下一個晴天可以轉換和使用的電能。智慧充電器處理這些資訊，然後等電能可用的最合理時間為汽車充電。

MUHEDINOVIC：博世正在建設一套完整的智慧充電基礎設施。該基礎設施與發電廠通信，瞭解當前的電價、電網供電能力是否充足以及能源來源。因此，智慧充電可以監測整個充電基礎設施——汽車、太陽能板、電網、通信和能源提供商。

GREEN：這已經成為現實。例如在英國，自2022年年中起，所有牆上充電器都需要相容智慧充電器，並需要聯網以提供迴響。 特斯拉的大多數直流充電器已經做到了這一點。

雙向充電是如何使用的？

GREEN：雙向充電是指使用汽車電池為另一個負載供電。這包括車輛對電網（V2G）、車輛對家庭（V2H）、車輛對負載（V2L）或車輛對車輛（V2V）等多種形式。

有少數幾款汽車具有向其它負載供電的能力，例如日產 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，這是智慧充電的用武之地，即監測並管理系統電能流動。智慧充電可以利用雙向電能來實現並優化 V2G、V2H、V2L 或 V2V。

Vicor 正在做些什麼來確保每輛電動汽車都能與高速公路上的直流快充站相容，以消除續航焦慮，加速電動汽車的未來？

MUHEDINOVIC：我們認為主要挑戰是相容性。今天的汽車使用兩種電壓，即 400V 或 800V ——電壓越高，充電速度越快。

問題是，大多數路邊充電樁都是 400V_DC。為了實現快速充電，OEM 廠商需要採取措施，將 400V 提升到 800V。一些一級供應商已推出相關解決方案，但十分笨重，重量約為 15 千克。這些解決方案佔用的空間大，而且會縮短續航里程。

800V 電池和 400V 充電器之間的不相容問題可以通過“電池虛擬化”來解决。使用這種方法時，充電器會在車載充電器的一側“看到”一個 400V 的電池，即使另一側連接的是 800V 電池。Vicor 的技術可以實現這一點。

在重量方面，Vicor 的高密度大功率模組，如正弦幅度轉換器（SAC），體積只有 3.5 昇，可以實現電池虛擬化而不新增尺寸、重量和複雜性。 重量優勢意味著更遠的續航里程。

Vicor 如何應對不斷變化的供電需求，以及開發供電架構的新方法？

GREEN：除了其它優勢，Vicor 還提供功率和電壓的可擴充性。Vicor 的緊湊型電源模組可以並聯放置，以根據需要輕鬆新增功率。這意味著 OEM 只需要對一個部件進行特性分析和驗證，這是一個重大優勢，可以幫助 OEM 推出與眾不同的系統並更快地推向市場。

MUHEDINOVIC：使用 Vicor 的電源模組，不同汽車可以採用截然不同的供電網路（PDN），而不需要設計專業知識或投入大量時間。使用的部件數量很少，因此 OEM 可以快速配寘適合其 xEV 平臺的獨特供電網路（PDN）。配寘簡便性、靈活性和可擴充性是 Vicor 電源模組的主要特點。它們是設計當今快速變化的 xEV 的完美解決方案。

電源冗餘對電動汽車的未來有多重要？

MUHEDINOVIC：隨著對自動駕駛汽車的需求不斷增加，對更可靠的電源架構的需求也不斷增加。因此，人們非常關注 FIT（Failure In Time）率。為了使單個部件達到 ASILD 等級或特殊功能自動駕駛所需的 FIT 率，OEM 正在實施冗餘，幫助他們達到低 FIT 率要求。為了實現這一點，他們通常實施冗餘電源，確保始終至少有一套電源可用於為指定的負載供電。

有時，製造商只依賴電池和 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，這是確保未來電動汽車安全冗餘的一個重要因素。隨著純機械系統越來越多地被電氣化功能所取代，例如電控轉向和電控制動，非常重要的一點是必須確保這些系統能够正常運行，即使高壓電池出現故障或暫時不可用。如果低壓電池遺失，DC-DC 轉換器將為這些設備供電，如果 DC-DC 轉換器遺失，將有另一套電源為轉向和制動系統供電。

有很多方法可以實現這一目標。Vicor 的優勢是，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餘。例如，其它解決方案的體積可能達到五昇，而 Vicor 只需不到兩昇就可以提供全部功能。這進一步簡化了架構，而且佔用的空間小得多。

GREEN:Vicor 的技術利用正弦幅度轉換器（SAC），可以實現電池虛擬化，並有可能徹底消除汽車中的低壓電池，同時仍然提供電力冗餘。這有助於優化供電網路，確保高效能和高效的功率轉換。