电动汽车采用的增长是一个明显而明显的趋势，最近的几份行业报告证实了这一点。虽然大流行暂停了全球汽车的销售，但消费者有时间反思他们的车辆更换选择，似乎许多人正在考虑电动汽车作为可行的选择。然而，消费者广泛采用存在许多潜在障碍，最值得注意的是续航里程和充电时间焦虑。
尽管如此，由于许多国家和地区政府的举措以及制造商的特别优惠，电动汽车的销量将在未来几年大幅增长。
从汽车制造商的角度来看，未来仍有许多技术挑战需要解决。电动汽车的最初开发旨在为早期采用者市场的现有品牌车型添加电动汽车替代品。然而，持续和显著的增长将需要在许多不同的方面实现技术进步。
例如，电池设计正在对新的化学和构造方法进行重大创新。虽然这些发展仍处于起步阶段，但已经取得了可喜的成果。部署方便易用的电动汽车充电基础设施也需要大量的投资。续航里程和充电时间与价格一起仍然是消费者的首要考虑因素，但影响这些因素的关键因素是车辆的重量。
如今，电动汽车仍然保持着12 V电池，为挡风玻璃雨刷器，座椅舒适控制和信息娱乐等非牵引相关功能供电。一些制造商目前正在为新型号用48 V电池替换12 V电池。
低压遗产今天，任何新车都配备了无数基于电子设备的功能，这与哈德逊汽车公司（Hudson Motor Company）在1918年推出标准化电池概念时相去甚远。如今，时尚的触摸控制信息娱乐系统通常包含无线电、媒体播放器、GNSS导航系统、智能手机集成以及车辆状态和系统配置菜单。此外，车辆乘员可以从智能手机，高容量SD卡或在线服务流式传输音乐。高级驾驶辅助系统 （ADAS） 使用 RADAR、LiDAR 和基于机器学习的计算机视觉的组合，提供自适应巡航控制 （ACC）、盲点检测和紧急制动等全面的驾驶辅助工具。汽车技术的进步令人印象深刻，但它们都分享了过去的遗产。传统的12 V电池为它们供电。
对于配备400 V或800 V电池组的电动汽车，加入额外的电池和相关电源管理电子设备来为上述所有内容供电似乎会产生不必要的物料清单成本。图1显示了与内燃机相比，混合动力和全电动汽车的动力架构变得多么复杂。
过去，制造商将单个系统功能封装在单独的电子控制单元（ECU）中，每个电子控制单元（ECU）均采用12 V电源供电。这种分布式电源管理和转换方法会导致高昂的 BOM 成本。当然，BOM成本并不是唯一需要考虑的因素，因为12 V主电池和所有电源组件的重量代表了重要的有效载荷。例如，12 V起动器电池的平均重量为20 kg，再加上多余的功率转换元件，可以迅速显着增加。
从另一个角度来看，从DC / DC功率的角度来看，电动汽车动力传动系引入了对50 kW和向上功率转换和管理的需求，而传统内燃机汽车则需要3 kW<。因此，在最小的空间内以最小的重量实现可靠和高效的功率转换变得至关重要。电动汽车电源架构需要支持驱动动力传动系、车载和基础设施充电以及传统系统。
图 1.内燃机、混合动力和全电动汽车中使用的动力架构比较（来源 Vicor
汽车供电架构;不同的方法Vicor 提出的解决电动汽车开发挑战的可行方法是使用虚拟 12 V（或 24 V/48 V）电池（图 2）。与其依赖单独的12 V电池，为什么不直接从车辆的主要400 V或800 V电池组创建虚拟电池呢？通过这种方法，制造商可以减轻重量，同时降低相关的工程、供应链和库存成本。
图 2.使用虚拟电池 12 V 和 48 V 电源（源 Vicor）实现 EV 电源架构。
通过将高密度高压到低压转换模块集成到现有的子系统中，Vicor 方法还实现了更高的集成度和 BoM 成本的降低，这也是 OEM 希望实现的设计目标。
Vicor 提案侧重于图 2 所示的供电网络架构的三个方面：充电、转换和供电。
电动汽车充电：电动汽车行业正在逐步采用800 V工作电压作为电池组，但部署的大部分电动汽车充电基础设施都是基于最初的400 V标准。因此，任何新的电动汽车都需要能够适应这两种电压水平。高效、直接的双向转换模块已经上市，为电池到充电器站的兼容性提供了极其灵活、高效和高密度的可扩展解决方案。
电源转换：使用符合汽车标准的高密度DC/DC模块转换EV的初级高压电池，可为汽车制造商节省大量重量和空间。同样，双向电源转换功能为供电架构设计提供了灵活性。由于高压电池的虚拟48 V电池无需使用48 V中间储能，从而进一步节省了重量和空间。
虚拟动力传输：在较新的车辆中，48 V应用包括新的驱动、转向和线控制动高功率系统。在满足这些网络的供电要求的同时，需要仔细考虑，同时支持功率要求增加的传统12V负载（见图3）。Vicor 提供比传统解决方案更小、更轻的紧凑型高密度模块解决方案。
图 3.通过车辆高压电池（源 Vicor）的虚拟电源架构支持传统 12 V 应用。
重新定义汽车供电架构随着汽车原始设备制造商努力降低二氧化碳排放，同时提高车辆性能和功能，电动汽车被证明是最佳选择。然而，将电动汽车的重量保持在最低限度以达到更好的续航里程被证明是一个挑战。重新定义车辆供电网络的架构可节省重量和系统成本。
