主動懸架是一個快速創(chuàng)新的領域，已成為現(xiàn)代電動汽車平臺確保乘客舒適度和道路操控性能的關鍵功能。汽車系統(tǒng)專業(yè)廠商宏發(fā)公司（Hongfa）已開發(fā)出目前市場上最小、最輕的主動懸架解決方案，這在很大程度上得益于與 Vicor 的合作。

《Electronic Specifier》雜志就此與 Vicor 進行了深入探討

問：Vicor 是如何參與宏發(fā)新型主動懸架系統(tǒng)開發(fā)的？這次合作是如何開始的？

答：Vicor 與宏發(fā)的合作始于一家汽車制造商的需求——他們需要一個緊湊但功能強大的 DC-DC 轉(zhuǎn)換器來驅(qū)動主動懸架電源系統(tǒng)。Vicor 的技術提供了所需的解決方案，縮小了 DC-DC 轉(zhuǎn)換器的尺寸，同時減輕了宏發(fā)的系統(tǒng)設計工作量。Vicor 的電源模塊還提供了最快的瞬態(tài)響應速度，這對于優(yōu)化能量回收能力至關重要。

宏發(fā)公司結(jié)合 48V 系統(tǒng)和 Vicor 電源模塊，成功設計出了目前市場上最小、最輕的主動懸架系統(tǒng)。Vicor 的正弦幅度轉(zhuǎn)換模塊能夠支持需要在電池與懸架執(zhí)行器之間實現(xiàn)雙向電流流動的主動懸架電源系統(tǒng)。

問：BCM6135 被譽為擁有業(yè)界最快的功率轉(zhuǎn)換瞬態(tài)響應。這一特性背后的技術創(chuàng)新是什么？

答：Vicor 模塊采用正弦幅度轉(zhuǎn)換（SAC）技術，這是一種能夠在高低電壓間實現(xiàn)零電壓/零電流切換的拓撲結(jié)構(gòu)。Vicor 運用專有的控制器和組件來驅(qū)動這項技術，使完整的 DC-DC 轉(zhuǎn)換器能夠集成在極其緊湊的封裝中（僅 0.01 升）。其瞬態(tài)響應速度高達每秒 800 萬安培，是汽車行業(yè)的最快水平。

BCM 技術的獨特優(yōu)勢在于，SAC 拓撲可在極高頻率（超過 1.4MHz）下運行，并具備每秒 800 萬安培的壓擺率，為客戶帶來了以往難以實現(xiàn)的能力。

問：在汽車應用中，BCM6135 的固定比率雙向設計與傳統(tǒng) DC-DC 轉(zhuǎn)換器拓撲結(jié)構(gòu)有何不同？

答：BCM 技術的獨特優(yōu)勢在于，SAC 拓撲可在極高頻率（超過 1.4MHz）下運行，壓擺率為每秒 800 萬安培，這為客戶帶來了以往難以實現(xiàn)的能力。產(chǎn)品的雙向特性是競爭對手難以匹敵的另一大優(yōu)勢。得益于 SAC 拓撲結(jié)構(gòu)，BCM6135 無論是在升壓還是降壓模式下都能處理相同的功率。這些特性使 BCM 在主動懸架等高難度應用中表現(xiàn)出色，遠超其他 DC-DC 技術。

BCM6135 的雙向特性是競爭對手無法匹敵的另一優(yōu)勢。得益于 SAC 拓撲結(jié)構(gòu)，BCM6135 無論是在升壓還是降壓模式下都能處理相同的功率。

問：最終系統(tǒng)的尺寸幾乎是其最接近的競爭對手的一半。Vicor 的封裝和熱設計創(chuàng)新是如何助力實現(xiàn)如此緊湊外形的？

答：Vicor 的 BCM 模塊是一個完整的 2.5kW DC-DC 轉(zhuǎn)換器，封裝體積僅為 0.01 升（61 x 35 x 5.4 毫米），省去了通常使用的許多大型分立組件。宏發(fā)這樣的系統(tǒng)組裝商只需封裝車輛連接器、一些基本的 EMI 濾波器組和 PMBus 接口。BCM 可采用主動或被動冷卻方式，只需配備冷卻結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)外殼。

問：平面封裝和液冷技術在實現(xiàn)高電流傳輸并最小化熱損耗方面發(fā)揮了什么作用？

答：平面封裝和 BCM 的整體設計使模塊的熱阻系數(shù)達到 1.4°C/W，與許多標準封裝的 MOSFET 相當。將 BCM 集成到液冷設計中可以最大化功率輸出，因為 SAC 拓撲結(jié)構(gòu)在峰值功率時受到熱限制。

問：許多早期主動懸架設計都受到 12V 系統(tǒng)局限性的制約。BCM6135 是如何解決這些歷史遺留問題的？

答：BCM6135 是一款固定比率轉(zhuǎn)換器，能夠高效地將高壓（HV）轉(zhuǎn)換為 48V。主動懸架供電網(wǎng)絡（PDN）需要 48V 母線和電源模塊才能實現(xiàn)最佳性能。

低壓供電系統(tǒng)需要使用更大且效率更低的執(zhí)行器來驅(qū)動主動懸架系統(tǒng)。幾十年前推出的一些早期系統(tǒng)需要數(shù)百磅重的執(zhí)行器電機和電池來承受主動懸架系統(tǒng)產(chǎn)生的巨大電流和功率波動。與老一代產(chǎn)品相比，48V 執(zhí)行器體積縮小超過 50%，而且功能更強大。

BCM6135 憑借其高壓擺率和雙向功率處理能力，能夠消除系統(tǒng)中的電池。采用 BCM6135 為核心的主動懸架系統(tǒng)可以減重 100 多磅。

問：Vicor 的 800V-48V 解決方案為新興的 48V 區(qū)域架構(gòu)和電動汽車動力系統(tǒng)帶來了哪些優(yōu)勢？

答：Vicor BCM6135為電動汽車的 DC-DC 轉(zhuǎn)換器和低壓網(wǎng)絡帶來了多項改進。首先，使用 BCM6135 可將主 DC-DC 轉(zhuǎn)換器的尺寸減少高達 50%，重量減輕 50%。其次，其功率開關功能允許刪除 48V 電池，因為 BCM6135 從高壓電池向負載供電的速度比從 48V 電池取電更快。最后，DC-DC 轉(zhuǎn)換系統(tǒng)體積足夠小巧，可直接安裝在高壓電池外殼內(nèi)，從而消除額外的冷卻管線和高壓電纜。

問：您認為在未來幾年，固定比率高壓 DC-DC 模塊是否會在主流車輛電子系統(tǒng)中得到更廣泛的應用？

答：會的，我們預計我們的技術會在未來幾年有更廣泛的應用。應用增長的動力在于 Vicor 技術能夠解決汽車制造商在打造高效、省空間且輕量化車輛時面臨的棘手電源問題。Vicor 的DC-DC 模塊化轉(zhuǎn)換器是市場上功率密度最高的產(chǎn)品，可以并聯(lián)使用——這使得擴展功率變得非常簡單，能夠適應車隊的各種功率需求。

問：Vicor 如何定位其電源模塊，以滿足電動汽車和先進出行領域?qū)o湊、高效設計日益增長的需求？

答：我們與一級供應商伙伴和汽車制造商工程團隊合作，尋找能夠用BCM6135解決的棘手問題。我們與這些公司攜手合作，展示我們的技術如何實現(xiàn)最優(yōu)雅、最有效的功率轉(zhuǎn)換解決方案，并減少體積和重量。我們專注于最適合使用我們技術的問題，幫助客戶獲得成功。