电气化将成为汽车未来的发展趋势

几年来，电动汽车的制造量几乎没有超过 1%。此后，由于政府补贴，许多原始设备制造商开始转向电气化。根据瑞士信贷全球汽车研究公司的数据，这一数字将从 2020 年的 11% 上升到 2030 年的 62%，全球销量将达到 6300 万辆。其中近一半，即 2900 万辆，预计将完全电气化。

Vicor 全球汽车业务发展副总裁 Patrick Wadden 在接受采访时表示，在电气化方面进行了大量投资，动力技术将在解决动力系统效率问题方面发挥关键作用。

沃尔沃声称，到 2025 年，他们 50% 的汽车将是电动汽车，其余汽车将是混合动力汽车。到 2030 年，福特、通用汽车和克莱斯勒将投资超过 500 亿美元。今年新车估计比去年还要高。到 2030 年，在 6300 万辆 xEV 汽车中，我们预计纯电动汽车将占 2900 万辆，占 xEV 总数的 45%。内燃机汽车的产量可能会从 2020 年的 97% 下降到 2040 年的 10%，”Wadden 说。

图 1：到 2030 年，纯电动汽车 (BEV) 将占所有 xEV 的 45% 资料来源：瑞士信贷估计（全球研究团队）

一些最受欢迎的车型，如通用悍马、新款福特 Mach E（电动野马）以及现在标志性的 F150 轻型卡车，正在实现电气化（闪电）。新车改进了快速充电技术，降低了维护和维修成本。

电动汽车电力需求增长高达 20 倍

内燃机汽车的功率输出通常在 600W 到 3kW 之间。电动汽车，如 EV、HEV 和 PHEV (xEV)，需要 3 至 60 kW 的功率水平，比传统车辆所需的功率水平高 5 至 20 倍以上。对于致力于优化配电网络 (PDN) 的电力专家来说，这种增长是一个大问题。Wadden 强调需要采用足够灵活的轻量级和紧凑型系统，以便在整个车队中扩展和重用电源组件，以解决这些问题。

必须提高功率水平，必须减小动力总成的尺寸和重量，并且必须提高热管理和可重复使用性。

原始设备制造商正在投入大量精力来改进其PDN。他们正在为电气化的研发投资数百万美元。他们总是在创新，并提出创新技术。汽车行业正在快速发展48伏电源技术，该技术用于全电动、混合动力和轻度混合动力汽车。

汽车模块化优势

原始设备制造商必须将尽可能多的动力塞进狭小的空间，无论是快速跑车、轻型卡车还是家用轿车。“汽车需要紧凑高效的电力解决方案，”沃登说。为了实现全车队电气化，原始设备制造商必须能够跨多个平台重用设计，以缩短上市时间。许多汽车制造商的车辆使用相同的平台，轻松的功率缩放对于调整轿车、小型货车、SUV和其他共享相同平台的车辆之间的功率至关重要。

车辆的总重量会影响性能，尤其是电池寿命。

Vicor 的 98% 效率总线转换器模块 (BCM6135) 可以通过 EMI 过滤、简化的冷却结构和 25kg 48V 电池更换盒轻松实现。高密度电源模块的尺寸为 61 x 35 x 7mm，可将原电池从 400 至 800V 转换为 48V，提供超过 2kW 的功率，功率密度 >4.3kW/in3（图 2）。

图 2：使用电源模块的供电网络减小了尺寸和重量（来源：Vicor）

随着汽车电气化的发展，电力系统设计团队面临着改变电力需求的困难。Wadden 强调，模块化动力系统设计方法具有通用性和可扩展性，允许设计人员在 SUV、小型货车和轻型卡车等各种动力系统中部署标准化解决方案。
模块化还支持通过 48V 总线实现分布式电源拓扑。电源模块可以安装在方便的位置以进行局部 48-V/12-V 转换，例如手套箱下方、行李箱附近或每个车轮附近。

审核编辑 黄昊宇