EV消除12V電池成趨勢 PI用技術(shù)引領(lǐng)市場(chǎng)

家用汽車(chē)早已邁入電氣時(shí)代，現如今汽車(chē)上的電器設備越來(lái)越多，汽車(chē)電源系統除了給發(fā)動(dòng)機啟動(dòng)電機、燈光、電動(dòng)助力轉向等部件供電用電之外，還要滿(mǎn)足如多媒體影音系統、倒車(chē)雷達、手機充電、行車(chē)記錄儀、GPS導航儀等設備的用電要求。

汽車(chē)電源系統一般是由發(fā)電機和蓄電池共同組成。早在汽車(chē)發(fā)展初期，電氣系統并未引入汽車(chē)產(chǎn)品，隨后因起動(dòng)機的應用普及，汽車(chē)開(kāi)始裝備了蓄電池，當時(shí)的電壓標準是6V。由于各類(lèi)汽車(chē)電氣化設備得到大量應用6V系統所能提供的功率太低，無(wú)法滿(mǎn)足更多的“用電需求”，車(chē)載標準電壓就從6V提升到了12V。12V電壓值隨后成為全球通用標準（柴油車(chē)24V），因此可以大幅度降低車(chē)廠(chǎng)與電氣設備配件供應鏈之間的協(xié)調問(wèn)題，并大幅降低成本。

然而隨著(zhù)混動(dòng)汽車(chē)以及新能源汽車(chē)的出現和普及，未來(lái)12V低壓電池或許將面臨被淘汰的命運。那么我們不禁會(huì )疑問(wèn)，取消12V電池對于新能源汽車(chē)有哪些好處？取消12V電池對汽車(chē)開(kāi)關(guān)電源有哪些影響？如何滿(mǎn)足取消12V電池后汽車(chē)電氣設備的供電需求？

去除12V電池可以有效縮減電池本身和相關(guān)車(chē)輛接線(xiàn)的重量和成本，有利于提升新能源汽車(chē)的續航能力，而且還可以防止車(chē)輛因 12V 電池故障而無(wú)法運行和消除電池更換成本。同時(shí)取消12V鉛酸蓄電池可以減少電池定期維護的成本，減少對環(huán)境的污染，符合新能源汽車(chē)的環(huán)保理念。

傳統設計中，12V蓄電池會(huì )給一些低壓的部門(mén)來(lái)進(jìn)行供電，但其最大的功率是來(lái)自于汽車(chē)轉向助力，也就是方向盤(pán)助力，其功率會(huì )達到1500W~4000W左右。大致邏輯是通過(guò)APU輔助供電單元，將高壓電轉換成12V到低壓母線(xiàn)上，一方面給12V電池蓄電，另一方面在汽車(chē)工作期間通過(guò)轉換電壓給低壓設備供電。12V大容量電池的使用可以為低壓負載部分的供電提供冗余并具有提供瞬間過(guò)載的能力。

而未來(lái)新能源汽車(chē)的電源設計架構趨勢是，通過(guò)高壓直流母線(xiàn)電池直接與兩個(gè)APU相通，一個(gè)APU用來(lái)控制AC充電口的高壓母線(xiàn)電源，另一個(gè)用來(lái)控制高壓電池組給低壓設備供電，提供冗余。這樣就可以替代12V電池的功能，同時(shí)還可以將部分低壓負載功率轉移到高壓負載功率上。進(jìn)而減輕APU的功率需求。在這些設計中，功率開(kāi)關(guān)的可靠性和高效性就成為了關(guān)鍵。

InnoSwitch3-AQ器件簡(jiǎn)化EV的功率架構

在2023美國國際電力電子應用展（APEC）上，Power Integrations宣布推出了900V氮化鎵(GaN)器件——符合AEC-Q100標準且適用于基于400V母線(xiàn)系統的電動(dòng)汽車(chē)的InnoSwitch3-AQ。新IC采用PowiGaN?技術(shù)，可提供高達100W的功率，效率超過(guò)93%，因而無(wú)需散熱片。InnoSwitch3設計還具有出色的輕載效率，非常適合在低功耗睡眠模式下為電動(dòng)汽車(chē)提供輔助電源。而900V PowiGaN開(kāi)關(guān)對于進(jìn)行12V電池替代的系統可提供更大的功率和更高的設計裕量，并且效率高于硅基變換器。

Power Integrations表示，汽車(chē)級InnoSwitch3-AQ器件可以從400V母線(xiàn)提供100W的輸出功率，并且具備與800V電動(dòng)汽車(chē)系統所用的廣受歡迎的1700V碳化硅InnoSwitch3-AQ IC類(lèi)似的性能和保護功能。

InnoSwitch3-EP器件提升工業(yè)領(lǐng)域電源效率

在工業(yè)領(lǐng)域，增加的功率能力和更高的效率在家電、三相電機和服務(wù)器中的輔助電源(PSU)等應用中也極具優(yōu)勢。因此Power Integrations還推出了同系列的新品——InnoSwitch3-EP。新的900V器件與現有的725V和750V InnoSwitch3-EP器件引腳相兼容，并提供更高的安全裕量，非常適合市電電壓不穩的國家或地區。