A公司打造業(yè)內(nèi)性能卓越的主動(dòng)懸架電源系統(tǒng)，旨在將長(zhǎng)期以來僅見于豪華車型的功能引入中端車型。A公司成功突破困擾知名汽車技術(shù)供應(yīng)商幾十年的技術(shù)瓶頸，在滿足主動(dòng)懸架系統(tǒng)對(duì)尺寸、重量及瞬態(tài)性能的嚴(yán)苛需求的同時(shí)，兼顧效率提升、電磁干擾優(yōu)化及對(duì)稱能量回收功能改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了完美平衡。

作為一家專注于汽車電源管理與配電的企業(yè)，A公司攜手 Vicor，集成了一款固定比率 800V-48V DC-DC 轉(zhuǎn)換器電源模塊，該模塊與傳感器、機(jī)電執(zhí)行器及復(fù)雜軟件協(xié)同運(yùn)行，以實(shí)現(xiàn)車輛懸架的實(shí)時(shí)調(diào)整。這一合作成果令人矚目，主動(dòng)懸架系統(tǒng)不僅體積最小，幾乎僅為最接近競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的一半，還具備業(yè)界最快的電源轉(zhuǎn)換瞬態(tài)響應(yīng)。

圖 1 — A公司通過結(jié)合 48V 電源架構(gòu)和高密度電源模塊，設(shè)計(jì)了市場(chǎng)上最小、最輕的主動(dòng)懸架系統(tǒng)。4 個(gè) Vicor 固定比率 BCM6135 800V-48V DC-DC BCM® 母線轉(zhuǎn)換器用于將高壓轉(zhuǎn)換為 48V，并將電力輸送至每個(gè)車輪。BCM6135 具備雙向轉(zhuǎn)換功能，提供業(yè)界最快的 DC-DC 轉(zhuǎn)換器瞬態(tài)響應(yīng)。在直接連接至 DC-DC 轉(zhuǎn)換器時(shí)，其對(duì)稱開關(guān)速率可實(shí)現(xiàn)最佳的能量回收。

高壓電池與 48V PDN 重塑A公司主動(dòng)懸架愿景

無論是馳騁在老化的高速公路、穿越偏遠(yuǎn)的土路，還是應(yīng)對(duì)郊區(qū)坑洼路面，主動(dòng)懸架系統(tǒng)都能顯著提升操控性，確保更平穩(wěn)、更安全的駕駛體驗(yàn)，同時(shí)有效降低道路噪音。20 世紀(jì) 70 年代初，行業(yè)曾嘗試采用復(fù)雜的電磁解決方案，但受限于 12V 電池供電系統(tǒng)的能力，該方案需依賴四臺(tái)重達(dá) 200 磅的電機(jī)。

回顧歷史，事實(shí)證明 12VDC很難在不增加尺寸、重量及成本的情況下滿足主動(dòng)懸架電機(jī)的功率需求。此外，部分傳統(tǒng) DC-DC 轉(zhuǎn)換器雖可在無需中間電池的情況下直接供電，但其體積龐大，并且缺乏滿足能量回收需求的快速瞬態(tài)響應(yīng)能力，難以有效回收并儲(chǔ)存電力。

圖 2 — A公司主動(dòng)懸架系統(tǒng)(電源系統(tǒng)為 800V-48V DC-DC 系統(tǒng))采用液冷設(shè)計(jì)，是市場(chǎng)上最緊湊的解決方案，重量?jī)H 2.6 千克，尺寸為 197 x 201 x 71 毫米。

盡管主動(dòng)懸架系統(tǒng)在過去曾面臨高能耗與重負(fù)載的挑戰(zhàn)，但如今，它將受益于更高電壓(400V 或 800V)主電池的應(yīng)用，以及行業(yè)對(duì) 48V 供電網(wǎng)絡(luò)(PDN)的廣泛采用。這兩種技術(shù)的組合已成功為插電式混合動(dòng)力汽車和純電動(dòng)汽車提供動(dòng)力。

Vicor 固定比率 800V 至 48V DC-DC BCM® 母線轉(zhuǎn)換器本身具有雙向轉(zhuǎn)換功能，提供業(yè)界最快的 DC-DC 轉(zhuǎn)換器拓?fù)渌矐B(tài)響應(yīng)(800 萬安培/秒)。BCM 提供對(duì)稱的雙向轉(zhuǎn)換性能，可在相同功率水平下實(shí)現(xiàn)降壓或升壓轉(zhuǎn)換。其先進(jìn)的平面封裝不僅簡(jiǎn)化了熱管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)，還進(jìn)一步減少了整體尺寸和重量。

通過雙向電源轉(zhuǎn)換器將主動(dòng)懸架直接連接至主電池，可實(shí)現(xiàn)最佳能量回收。與彈簧的能量吸收與釋放機(jī)制相似，主動(dòng)懸架采用能量回收減震器收集動(dòng)能，并將其回饋至電池。

A公司推出采用電源模塊與 48V 架構(gòu)的最小主動(dòng)懸架系統(tǒng)

A公司解決方案采用 Vicor 高密度電源模塊，為每個(gè)執(zhí)行器構(gòu)建緊湊型(197 x 201 x 71 毫米)5kW 供電系統(tǒng)。該系統(tǒng)可在任意方向快速處理高達(dá) 6kW 的峰值功率。通過采用兩個(gè)并行運(yùn)行的 Vicor BCM6135 模塊，而非數(shù)百個(gè)分立元件，轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)得以大幅簡(jiǎn)化。

該轉(zhuǎn)換器經(jīng)過優(yōu)化，可與 800V 電池系統(tǒng)配套工作，工作電壓范圍覆蓋 420V 至 920V。它采用液冷設(shè)計(jì)，能夠提供高達(dá) 100A 的電流，并實(shí)現(xiàn) 97.3% 的高效率。系統(tǒng)外殼體積不足 1.8 升，重量?jī)H 2.6 千克，遠(yuǎn)小于其他系統(tǒng)。

A公司研發(fā)總監(jiān) Peter表示：“在主動(dòng)懸架應(yīng)用中，我們的 OEM 客戶需要具備毫秒級(jí)響應(yīng)速率的 DC-DC 轉(zhuǎn)換器，否則就必須依賴額外的電池支持。Vicor 的 BCM6135 電源模塊不僅滿足了我們對(duì)性能的需求，還大幅縮短了開發(fā)周期，使系統(tǒng)設(shè)計(jì)更加輕松高效。”

圖 3 —雙向 BCM6135 具備 800 萬安培/秒的快速電流瞬態(tài)響應(yīng)速率，與主動(dòng)懸架及電力回收需求的功率曲線完美匹配。BCM6135 是一款效率高達(dá) 95%、峰值功率為 3.5kW 的 800V-48V 母線轉(zhuǎn)換器，可提供對(duì)稱的電源開關(guān)性能。

48V 架構(gòu)與高密度電源模塊相結(jié)合，推動(dòng)汽車電氣化創(chuàng)新邁向新高度——不僅顯著減少了空間與重量，還提供了卓越的性能。A公司與 Vicor 憑借其汽車專業(yè)技術(shù)開發(fā)先進(jìn)的解決方案，助力高性能電動(dòng)汽車的持續(xù)發(fā)展。