韓國 INFAC 公司推出了一款面向電動汽車的創(chuàng)新型 800V 電池組設(shè)計模塊，該模塊集成了一個高功率 800V 至 48V 隔離式穩(wěn)壓 DC-DC 轉(zhuǎn)換器。該新設(shè)計通過減少高壓線纜和連接器，提升了車輛性能與電源效率，并延長了續(xù)航里程。

INFAC 并未將 DC-DC 轉(zhuǎn)換級視為分布式獨立子系統(tǒng)，而是設(shè)計了在電源端進行降壓的方案，以實現(xiàn)整車范圍內(nèi)的 SELV 配電。這種簡化方案使各種電動汽車平臺能夠?qū)崿F(xiàn)更清潔、靈活且更模塊化的 48V 區(qū)域設(shè)計，不會侵占電池電芯的空間，也不會縮減車輛續(xù)航里程。

重新構(gòu)想電池組與 DC-DC 轉(zhuǎn)換器之間的可能性

INFAC 認識到，傳統(tǒng)的供電方式與行業(yè)對輕量化、成本優(yōu)化及設(shè)計簡化的目標存在脫節(jié)。

高壓 DC-DC 轉(zhuǎn)換器通常安裝在高壓（800V 或 400V）電池組裝系統(tǒng)（BAS）的外部，需要額外的安全和熱管理系統(tǒng)。電動汽車電機和逆變器系統(tǒng)需要數(shù)百千瓦的功率，并要求使用高壓線束、支架和外殼。其他動力子系統(tǒng)以及車身和底盤電子設(shè)備則需要 3.5 至 12kW 的功率，可以通過 48V SELV 區(qū)域配電網(wǎng)絡(luò)輕松供電。

圖 1 Vicor DC-DC 轉(zhuǎn)換器（BCM 和 PRM）可安裝在 800V 電池組內(nèi)部，從而節(jié)省車輛設(shè)計中的空間和重量，并可利用電池冷卻系統(tǒng)來應(yīng)對散熱挑戰(zhàn)。這種創(chuàng)新方法省去了為遠程 DC-DC 轉(zhuǎn)換器增設(shè)冷卻系統(tǒng)的成本和重量。DC-DC 封裝小巧，可在不侵占電芯空間的情況下實現(xiàn)集成。高密度 Vicor BCM6135 與 PRM3735 穩(wěn)壓器相結(jié)合，滿足了嚴苛的空間限制要求，助力 INFAC 實現(xiàn)全新的電池組設(shè)計。

將高壓電源與 DC-DC 轉(zhuǎn)換電源系統(tǒng)在物理上分離，會導(dǎo)致配電與管理系統(tǒng)不必要的重復(fù)，不僅浪費空間、增加重量和成本，還使所需的液冷系統(tǒng)數(shù)

量翻倍。

創(chuàng)新：將 DC-DC 轉(zhuǎn)換器移至電池組內(nèi)部

INFAC 的核心洞察在于，電池組本身已配備強大的液冷系統(tǒng)用于管理熱負載。通過將高壓 DC-DC 轉(zhuǎn)換器集成至電池內(nèi)部，并充分利用現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施，INFAC 省去了傳統(tǒng)上位于電池組外部、用于 DC-DC 轉(zhuǎn)換器的獨立冷卻系統(tǒng)。這摒棄了傳統(tǒng)的“銀盒”設(shè)計思路，將電池組定位為中央智能電源中樞，而非被動的能源來源。

圖2為適配汽車電池組的內(nèi)部空間，該系統(tǒng)必須采用極為緊湊的外形設(shè)計。INFAC 系統(tǒng)的尺寸為 215×45×82mm（寬/深/高），體積為 793cm3，重量約為 1.5kg。

這一轉(zhuǎn)變采用了 Vicor 高密度 BCM6135 DC-DC 轉(zhuǎn)換器和 PRM3735 穩(wěn)壓器，它們提供高壓至 48V 的轉(zhuǎn)換和穩(wěn)壓功能，并為區(qū)域架構(gòu)實現(xiàn)了一個高功率、完全隔離且穩(wěn)壓的母線。

此前，將 DC-DC 轉(zhuǎn)換器置于電池組內(nèi)部并不現(xiàn)實，因為尺寸限制迫使設(shè)計人員不得不應(yīng)對電源管理、電氣隔離、安全要求以及電源模塊封裝堅固性等問題。

電池集成式 DC-DC 轉(zhuǎn)換的優(yōu)勢

通過將 DC-DC 轉(zhuǎn)換器與電池組置于同一位置，INFAC 實現(xiàn)了一系列系統(tǒng)級性能提升：

●通過利用電池的液冷網(wǎng)絡(luò)，電源模塊消除了冗余的冷卻環(huán)路，并減少了熱界面；

●高壓線纜的長度更短、線徑更細，從而簡化了高壓線束的走線與布局；;

●支架、外殼與冷卻組件減少，降低 BOM 成本與重量；

●連接與冷卻路徑最少化，減少泄漏點與電氣故障風(fēng)險；

●外部接口更少，制造流程更快、更一致。

Vicor 高密度模塊化電源架構(gòu)提供了實現(xiàn)電池集成式 48V 配電規(guī)模化應(yīng)用所需的效率、可擴展性和緊湊外形尺寸。由此，它將電池組定位為下一代電動汽車的中央電源管理和配電中樞，使 INFAC 能將其電動汽車電池組設(shè)計與行業(yè)向 48V 區(qū)域電源架構(gòu)更廣泛的過渡相契合。

關(guān)于 Vicor

Vicor 公司是一家美國制造商，生產(chǎn)以 48V 為中心的先進 DC-DC 轉(zhuǎn)換器電源模塊，具有最高的功率和電流密度，為我們的客戶的電源系統(tǒng)帶來了突破性的供電網(wǎng)絡(luò)性能和競爭優(yōu)勢。Vicor 將創(chuàng)新的拓撲結(jié)構(gòu)、控制系統(tǒng)、組件和封裝組合成模塊化解決方案，推動數(shù)據(jù)中心、自動化、機器人、交通、測試設(shè)備以及航空航天和國防應(yīng)用的進步。

Vicor 通過其垂直整合的 ChiP? 晶圓廠和 OEM 知識產(chǎn)權(quán)許可實踐確保供應(yīng)鏈的彈性。

www.vicorpower.com 

關(guān)于 INFAC

作為一家擁有 50 余年歷史的全球供應(yīng)商，INFAC 已從一家生產(chǎn)喇叭、執(zhí)行器和天線的企業(yè)，成功轉(zhuǎn)型為機電與電子車輛子系統(tǒng)領(lǐng)域的多元化領(lǐng)軍企業(yè)。近年來，公司戰(zhàn)略重心向環(huán)保創(chuàng)新傾斜，著力打造先進的電動汽車電池系統(tǒng)與一流的電氣化控制解決方案，這些已成為現(xiàn)代汽車設(shè)計的核心要素。INFAC 為亞洲和北美地區(qū)的全球主流 OEM 廠商提供產(chǎn)品與服務(wù)，并依托其廣泛的制造布局，加速并引領(lǐng)汽車電氣化的發(fā)展進程。