業(yè)界首次混合動(dòng)力房車(chē)錦標賽使用全新 Delta Motorsport 智能功率密集型電池組

頗負盛名的英國房車(chē)錦標賽 (BTCC) 是一項始于 1958 年的悠久賽事。30 多輛精心設計的賽車(chē)為獲勝競相角逐，令賽事精彩壯觀(guān)。2022年，英國房車(chē)錦標賽將會(huì )增加一個(gè)新的維度，并將成為業(yè)界首個(gè)采用輕度混合動(dòng)力汽車(chē)的大型房車(chē)錦標賽。

BTCC 規定，駕駛員可以戰術(shù)性地使用電動(dòng)機提升車(chē)輛性能，并提高車(chē)輛加速能力。此合同已授予 Cosworth Electronics，該公司把這項高度專(zhuān)業(yè)化的工作分包給 Delta Motorsport。由于其在電子領(lǐng)域擁有多學(xué)科工程聲譽(yù)和專(zhuān)業(yè)技術(shù)，Delta Motorsport 同意為這種“戰術(shù)提升”設計新的電池組和相關(guān)電子產(chǎn)品。

全新的 48V 鋰離子電池組采用創(chuàng )新型智能電源管理以及高功率密度 DC-DC 轉換器和穩壓系統。電池組為逆變器-電機組合供電，并接受其產(chǎn)生的再生電力，同時(shí)高功率密度轉換器解決方案可為汽車(chē)的所有電路和設備供電。這種架構實(shí)現的功率密度和電源管理水平可去除交流發(fā)電機系統，從而進(jìn)一步減輕重量，提高性能與可靠性。

該系統利用模塊化供電網(wǎng)絡(luò ) (PDN) 實(shí)現了小體積、輕重量和高性能。PDN 采用 48VDC 電源，為四個(gè)并聯(lián)的 DC-DC 轉換器供電，后者共同提供高達 92 安培的 13.8V 穩壓電源（功率約 1.2千瓦）。負載由四個(gè)轉換器共擔，盡管只用三個(gè)轉換器（即 N+1 或航空級冗余）就可以完全支持負載。

混合動(dòng)力系統的三相無(wú)刷電機通過(guò)雙向逆變器連接電池，雙向逆變器將電池電源輸送至電機，并將電機產(chǎn)生的再生電力返回到電池。

在最初前往維修道的限速行駛過(guò)程中，電機以純電動(dòng)模式（僅電機，無(wú)內燃機）驅動(dòng)車(chē)輛，然后當駕駛員要求在比賽中提升性能時(shí)，電機以輕度混合動(dòng)力模式（與內燃機一起）驅動(dòng)車(chē)輛。

Delta Motorsport 負責為英國房車(chē)錦標賽的“戰術(shù)提升”設計新的電池組和相關(guān)電子產(chǎn)品。利用模塊化供電網(wǎng)絡(luò ) (PDN)，該系統使用 48VDC 電源即可提供高性能

創(chuàng )新型電池組智能與管理

電池組包括電池管理系統，該系統可控制所有電池電壓，并確保電池在與電機-逆變器控制器通信的同時(shí)，隨時(shí)處理可能出現的最大充電和放電電壓。該系統根據電池充電狀態(tài) (SoC)，不斷計算并向控制器更新電池能提供或接受的電流量。在低SoC 下必須降低功率需求，而在高 SoC 下必須限制再生發(fā)電。

該系統還可實(shí)時(shí)監控所有可用電池的溫度，并將結果反饋到可用的功率計算中。此外，如果出現問(wèn)題，它可以打開(kāi)接觸器，安全地隔離電池組。

該電池管理系統支持數據日志和診斷，以記錄DC-DC轉換器的性能。這不僅能檢查故障狀態(tài)，還可提供有關(guān)所有車(chē)輛上輸送的準確電流量的反饋。

Delta Motorsport設計的供電網(wǎng)絡(luò )使用 48VDC 電源，為四個(gè)并聯(lián)的 DC-DC 轉換器供電，后者共同提供高達 92 安培的 13.8V 穩壓電源（功率約 1.2千瓦）。負載由四個(gè)轉換器共擔，盡管只用三個(gè)轉換器（即 N+1 或航空級冗余）就可以完全支持負載

Vicor DC-DC 轉換器電源模塊

DC-DC轉換器電源系統使用四個(gè) Vicor DCM3623 隔離式穩壓 DC-DC 轉換器 ChiP 電源模塊，從電池組提供 13.8V 穩壓輸出，電流最高可達 92安培。由于其小巧纖薄的外形，它們在安裝后與電池單元之間延伸的微孔冷卻板直接熱接觸。

白板鏈路

該系統利用內置 48VDC 電源的模塊化供電網(wǎng)絡(luò ) (PDN) 實(shí)現了小體積、輕重量和高性能。48V電源為四個(gè)并聯(lián)的 DC-DC 轉換器供電，后者共同提供高達 92 安培的 13.8V 穩壓電源（功率約 1.2 千瓦）

由Delta Motorsport設計的 Vicor 供電網(wǎng)絡(luò )

將最大體積留給供電的電池單元而不是電源電子產(chǎn)品，這一點(diǎn)至關(guān)重要。因此，Vicor 供電網(wǎng)絡(luò )展現出了重大的優(yōu)勢，DCM模塊的可擴展性和易于并聯(lián)實(shí)現了模塊化電源架構，讓 Delta 在不犧牲功率的前提下將 DC-DC PDN 定制為他們所需的小尺寸 。

Vicor模塊化電源組件在最初的電池組測試中表現優(yōu)異，無(wú)需降額運行，也沒(méi)有電壓驟降。未來(lái)的電動(dòng)汽車(chē)將不可避免地需要更小、更輕及更高效的電源電子產(chǎn)品來(lái)滿(mǎn)足日益增長(cháng)的性能需求。隨著(zhù)制造商轉而采用48V 電池來(lái)處理這種高功率，Vicor 模塊化方法可以通過(guò)更小、更輕的線(xiàn)纜和連接器來(lái)提高供電網(wǎng)絡(luò )效率，從而降低功耗和重量。

Delta Motorsport還采用了 Vicor PI3105，一種用于不間斷電源 (UPS) 的小型 60W 隔離式轉換器。它能向電池組電子設備供電，以便在與車(chē)輛電源隔離時(shí)維持安全系統。UPS 還允許電子設備的供電獨立于車(chē)輛，以實(shí)現系統檢查的遠程連接。

“英國房車(chē)錦標賽…… 啟動(dòng)您的混合動(dòng)力引擎”！