今天，越來(lai)越多(duo)的(de)家庭(ting)在購置新車(che)(che)時，傾向于選擇新能(neng)源(yuan)(yuan)電動汽(qi)車(che)(che)。根(gen)據(ju)公安部數據(ju)顯示：截至2024年(nian)6月底，中國新能(neng)源(yuan)(yuan)汽(qi)車(che)(che)保有量(liang)已達(da)2472萬輛(liang)。新能(neng)源(yuan)(yuan)汽(qi)車(che)(che)市場(chang)進入高速發展(zhan)期，有利于國家“雙(shuang)碳”目標(biao)的(de)達(da)成，也促(cu)進了充電和儲能(neng)基礎設施的(de)建設與發展(zhan)。新能(neng)源(yuan)(yuan)汽(qi)車(che)(che)對于能(neng)量(liang)高效、智能(neng)、安全的(de)利用，也進一步促(cu)進了能(neng)源(yuan)(yuan)領域尤其是電能(neng)領域的(de)良(liang)性(xing)發展(zhan)。

??與以往的“油車”相比，人們對電動汽車的用車模式與車輛在使用中所發揮的價值，都在潛移默化地發生著改變：車輛不再只是通勤的代步工具，而是成為集高效充電、能量轉換、行車用電和駐車外部設備供電等多維能力于一身的“能量中心”，為用戶帶來可靠、便捷、安全、愉悅的用車體驗，而這些成就的背后離不開豐富多樣的功率電子系統。

充電：讓OBC完成高效、安全的充電過程

??為掃除新(xin)能源汽(qi)車(che)用戶的(de)(de)“里程焦(jiao)慮”，確保(bao)車(che)輛的(de)(de)能量就(jiu)緒(xu)，充(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)設備逐漸成為住宅或(huo)者園區范圍(wei)內非常重(zhong)要的(de)(de)賦能保(bao)障基(ji)礎(chu)設施。與充(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)基(ji)礎(chu)設施相(xiang)匹配的(de)(de)車(che)載充(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)機OBC(On-Board Charger)，是安裝在新(xin)能源電(dian)(dian)(dian)動車(che)內的(de)(de)重(zhong)要零部件，它將交(jiao)流充(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)樁輸(shu)出的(de)(de)交(jiao)流電(dian)(dian)(dian)轉(zhuan)化為高壓(ya)直(zhi)流電(dian)(dian)(dian)，給整車(che)高壓(ya)動力電(dian)(dian)(dian)池充(chong)(chong)電(dian)(dian)(dian)。

??在功率電(dian)子系統的(de)(de)支持下(xia)，車載OBC除了保障為電(dian)動(dong)汽車高效、安全地完成充電(dian)過程，還(huan)會與車內(nei)的(de)(de)BMS（電(dian)池管理系統）和車輛監控系統進(jin)行通信和協(xie)作。

儲能：雙向DC-DC轉換實現更加出色的能源效率

??隨著我們向數字化(hua)、分布式和(he)(he)(he)脫碳(tan)能源基礎設施的(de)發(fa)展，電(dian)池儲能系統(BESS)正(zheng)在成(cheng)為可持續性和(he)(he)(he)能源效率方面(mian)的(de)重要(yao)組成(cheng)部分。一個明顯的(de)例子(zi)是在戶用(yong)儲能系統中，它能夠(gou)存(cun)儲太陽能和(he)(he)(he)風能等間歇性能源產(chan)生的(de)電(dian)能，并在需要(yao)時使用(yong)。

??戶(hu)用儲能(neng)系統通常與太陽能(neng)電(dian)(dian)(dian)池板和電(dian)(dian)(dian)網電(dian)(dian)(dian)力結合使用，對(dui)電(dian)(dian)(dian)動(dong)汽車(che)和家用設備提供(gong)穩定(ding)的(de)(de)(de)供(gong)電(dian)(dian)(dian)，尤其(qi)是(shi)電(dian)(dian)(dian)動(dong)汽車(che)除了(le)采用OBC車(che)載充電(dian)(dian)(dian)機之(zhi)外，也可以(yi)由(you)電(dian)(dian)(dian)池儲能(neng)系統為電(dian)(dian)(dian)動(dong)汽車(che)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)池組進行直(zhi)流(liu)充電(dian)(dian)(dian)。與此同時，電(dian)(dian)(dian)池儲能(neng)系統的(de)(de)(de)持續演進，也加(jia)大和提升了(le)對(dui)更(geng)高效、更(geng)可靠功(gong)率轉換系統的(de)(de)(de)需(xu)求，其(qi)中最主(zhu)要的(de)(de)(de)組件(jian)之(zhi)一(yi)就是(shi)DC-DC轉換器。

??在使(shi)用(yong)電(dian)(dian)(dian)池儲(chu)能(neng)(neng)系(xi)統(tong)為(wei)(wei)電(dian)(dian)(dian)動(dong)汽車提(ti)供(gong)直(zhi)流充電(dian)(dian)(dian)等應用(yong)場(chang)景下，DC-DC轉換器經常用(yong)于降(jiang)低高DC總線電(dian)(dian)(dian)壓，或者為(wei)(wei)電(dian)(dian)(dian)池充電(dian)(dian)(dian)系(xi)統(tong)提(ti)供(gong)中間(jian)隔離(li)。相移全橋（Phase Shift Full Bridge，PSFB）電(dian)(dian)(dian)路因(yin)其能(neng)(neng)夠在超結(jie)Superjunction MOSFET（SJ MOSFET）和IGBT等開關(guan)元件(jian)導通時能(neng)(neng)實現零電(dian)(dian)(dian)壓開關(guan)（Zero Voltage Switching，ZVS）工作狀態，可以減少開關(guan)損耗，從(cong)而適合處理更大的功(gong)率。

圖注(zhu)：采用(yong)PSFB相移全橋的(de)DC-DC轉換解決方案

??大聯大旗下品佳集團基于Infineon XMC4200并搭配最新CFD7系列MOSFET，提供了領先的3.3KW高功率密度雙向相移全橋方案，可實現4.34W/cm3（71.19 W/in3）的功率密度，證明了PSFB拓撲可以用作雙向DC/DC階段，并且在不改變傳統拓撲標準或構造的情況下，就能充分發揮相移全橋PSFB的優點，在開關元件導通時實現ZVS工作狀態，減少開關損耗，在支持高功率密度的同時實現出色的能源效率。通過將表面貼裝器件 (SMD) 封裝中的一流 600V CoolMOS? CFD7與150V OptiMOS? 5同步整流器結合使用，該方案可為DC-DC轉換實現出色的98%降壓效率和97%升壓效率。憑借這些半導體技術的出色性能、完整SMD解決方案的創新冷卻概念以及堆疊磁性結構，該方案將幫助儲能系統實現十分理想的功率密度。（更多解決方案詳情請瀏覽：

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行車用電：BMS確保電池組高水平運轉

??在(zai)電(dian)(dian)(dian)動汽車行駛(shi)驅動以(yi)及向諸多輔助(zhu)系統(tong)(tong)供(gong)電(dian)(dian)(dian)過(guo)程中，需(xu)要有(you)卓越的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)源/電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)管(guan)理(li)芯(xin)片(pian)進行靈活高(gao)效的(de)(de)監測與(yu)控制。電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)管(guan)理(li)系統(tong)(tong) (BMS) 可以(yi)監測電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)和(he)可能產生的(de)(de)故障情況(kuang)(kuang)，防止電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)出現(xian)性(xing)能下降、容(rong)量衰減，甚至(zhi)可能危害(hai)用(yong)戶(hu)(hu)或(huo)周圍環境的(de)(de)情況(kuang)(kuang)。BMS同時負責提供(gong)精(jing)確的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)充電(dian)(dian)(dian)狀態 (SOC) 和(he)健康狀況(kuang)(kuang) (SOH) 估(gu)計，以(yi)確保在(zai)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)的(de)(de)整個生命周期內(nei)提供(gong)豐富的(de)(de)信息以(yi)及安全的(de)(de)用(yong)戶(hu)(hu)體(ti)驗。設計恰當的(de)(de)BMS系統(tong)(tong)，不僅就安全而言至(zhi)關重要，也是提升用(yong)戶(hu)(hu)滿意度的(de)(de)關鍵(jian)環節。

??完整BMS的主要結構，通常由前端、后端兩個部分組成：前端模擬測量保護電路（AFE），包括電池電壓轉換與測量電路、電池平衡驅動電路、通信電路；后端是微控制器(MCU)和電量計。電量計可以是獨立的IC，也可以嵌入在MCU中。MCU是BMS的核心元件，在與系統其余部分連接的同時，從AFE和電量計獲取信息和數據，并做出系統的控制行為。

圖注：在針對(dui)800V的(de)BMS方案中(zhong)，模擬前端電路中(zhong)的(de) CMU 板用于采集電池的(de)電壓、溫度和壓力，一塊 CMU 板上(shang)使用 3 顆 MC33774。

??大聯大旗下世平集團基于NXP MC33774產品所提供的多節電池組監控芯片（BMS AFE 芯片）解決方案，具備高串數和多節點級聯等特點，使其非常適合應用在高電壓系統環境，包括保障電池組的健康狀態，給出精準的電量預測等。MC33774方案在諸多方面皆表現優異：支持4~18 串電池，電源耐壓高達94V；電池電壓的檢測精度為0.8mV，總測量誤差(TME)小于1.5mV (全溫度范圍)，適用于大多數化學電池；板上有3組MC33774模塊，支持菊花鏈雙向通信，每個模塊電容隔離，并且支持多板級聯，板間變壓器隔離可實現 800V 高壓甚至更高電壓；軟件采用 FreeRTOS 實時操作系統，支持底層驅動以及SL/SAF驅動，支持IEC 61508的質量/安全代碼包；滿足功能安全IEC 61508 SIL-2和IEC 60730 Class B的需求。（更多解決方案詳情請瀏覽：//www.wpgdadatong.com.cn/blog/detail/75309）

圖注：以STM32G431為(wei)控制MCU，MP2797為(wei)AFE為(wei)模(mo)擬前(qian)端的BMS方案(an)

??大聯大旗下友尚集團基于ST的STM32G431為控制MCU、MP2797為AFE為模擬前端所 提供的BMS方案，其中的MCU是基于高性能ARM?Cortex?-M4 32位RISC內核，工作頻率高達170MHz。此方案中的AFE 部分則采用 MP2797，可連接7至16節串聯電池組。MP2797 還集成了兩個獨立的模數變換器（ADC）。第一個 ADC 測量每個通道的差分電池電壓（最多 16 個通道）、芯片溫度和 4 通道溫度，第二個 ADC 通過外部電流采樣電阻測量充電/放電電流。該器件具有高端驅動器和可靠的保護功能，包括過流、短路、欠壓、過壓和低溫/高溫保護。同時，MP2797的每個電芯都具有電壓電流同步功能，通過搭配MPS電壓電流混合算法的電量計芯片MPF4279x使用，能準確地預估儲能電池的剩余電量（SOC）和健康狀態（SOH）。此外，該BMS方案的后級可增加逆變電源模塊，戶外或停電時可作為移動電源使用。（更多解決方案詳情請瀏覽：//www.wpgdadatong.com.cn/solution/detail/73641）

??世平和(he)(he)友(you)尚各自(zi)提供(gong)的(de)BMS解決方(fang)案，除了用于(yu)(yu)汽車(che)電子的(de)電池(chi)/電源(yuan)(yuan)管理(li)應(ying)用之外(wai)，因(yin)其領先的(de)性能(neng)和(he)(he)優勢，也(ye)可以擴展應(ying)用于(yu)(yu)能(neng)源(yuan)(yuan)儲能(neng)系統和(he)(he)工業制造領域。

駐車用電：V2L驅動外設或數碼產品的電力應用

??電(dian)(dian)動(dong)汽(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)和傳統的汽(qi)油(you)發送(song)機(ji)汽(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)相比(bi)，能(neng)(neng)夠(gou)支持用(yong)戶(hu)的更(geng)多(duo)電(dian)(dian)器設備供(gong)電(dian)(dian)，例如影音娛樂數(shu)(shu)碼產(chan)品(pin)、咖(ka)啡機(ji)、燈光照(zhao)明(ming)、電(dian)(dian)動(dong)自行車(che)(che)(che)(che)(che)/滑行車(che)(che)(che)(che)(che)等，這就(jiu)使得電(dian)(dian)動(dong)汽(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)能(neng)(neng)夠(gou)在駐車(che)(che)(che)(che)(che)狀態(tai)下更(geng)好地(di)滿(man)足用(yong)戶(hu)的任務(wu)需求，從(cong)而(er)獲(huo)得進(jin)一步提升的使用(yong)體(ti)驗——V2L（Vehicle to Load）。所謂(wei)V2L，指的是(shi)新(xin)能(neng)(neng)源汽(qi)車(che)(che)(che)(che)(che)對負載放電(dian)(dian)，又稱為(wei)車(che)(che)(che)(che)(che)載能(neng)(neng)源到電(dian)(dian)器，很(hen)多(duo)車(che)(che)(che)(che)(che)企將(jiang)其宣傳為(wei)移動(dong)電(dian)(dian)站功能(neng)(neng)或者營地(di)供(gong)電(dian)(dian)模式(shi)等。據(ju)稱V2L 是(shi)目前使用(yong)頻率最(zui)高、車(che)(che)(che)(che)(che)輛搭載數(shu)(shu)量最(zui)多(duo)的外(wai)放電(dian)(dian)類型應用(yong)。

??試想一下，電(dian)動汽(qi)車(che)(che)(che)停駐在營(ying)(ying)地后(hou)，可以(yi)在充放電(dian)控制解決(jue)方案支(zhi)持下，以(yi)車(che)(che)(che)輛作(zuo)為能量(liang)中(zhong)心，實現靈活多變(bian)的(de)營(ying)(ying)地模式應用(yong)，例如變(bian)成(cheng)數碼影院、咖(ka)啡餐吧或者音樂燈光秀場，這一定會讓車(che)(che)(che)主(zhu)和家人(ren)們的(de)郊游露(lu)營(ying)(ying)變(bian)得更加(jia)有趣和難忘。

圖注：在48V/120A BMS評(ping)估板上，采用(yong)100V雙向導(dao)通 VGaN 器件實現(xian)充放(fang)電(dian)控(kong)制與保護(hu)解決方案

??大聯大旗下詮鼎集團基于Innosicence 48V/120A BMS評估板并采用100V雙向導通 VGaN 器件，實現了性能優異的充放電控制與保護解決方案。VGaN INV100FQ030C新型功率器件支持雙向導通/截止，導通電阻僅為 100V/3.2mΩ，同時具備無反向恢復、超低柵極電荷等特性。在BMS應用中，當系統需要正常充電或者正常放電時，可以將VGaN完全打開，實現系統充電或者放電；當系統需要充電保護或者放電保護時，VGaN可實現系統充電關斷或者放電關斷，同時利用VGaN的“體二極管”特性，電路可以實現充電保護后放電，或者放電保護后充電。因為采用WBG寬禁帶技術，在同等100A負載電流情況下，VGaN與SiMOS相比器件使用數量減少一半以上，從而大幅減少PCB占板面積，降低系統成本，還在熱性能上優勢顯著。（更多解決方案詳情請瀏覽：//www.wpgdadatong.com.cn/solution/detail/74164）

結語

??隨(sui)著(zhu)新(xin)能(neng)源電(dian)(dian)動汽車在用量規模上的(de)(de)(de)快(kuai)速增(zeng)長(chang)和(he)(he)在應用水平上的(de)(de)(de)不斷(duan)精進，如今的(de)(de)(de)電(dian)(dian)動汽車不僅極大豐富了(le)能(neng)夠為人們的(de)(de)(de)工(gong)作和(he)(he)生活(huo)，還(huan)帶來(lai)了(le)與以往燃油(you)汽車截然不同的(de)(de)(de)體(ti)(ti)驗與優(you)勢。在此趨(qu)勢下(xia)，用戶(hu)的(de)(de)(de)愛車已經從單純的(de)(de)(de)通勤代步(bu)交通工(gong)具(ju)，演(yan)變成在交直/直直充電(dian)(dian)、雙向儲能(neng)、電(dian)(dian)源/電(dian)(dian)池管(guan)理和(he)(he)營地供電(dian)(dian)等(deng)各個環節(jie)都表現(xian)卓越(yue)的(de)(de)(de)一體(ti)(ti)化能(neng)量中心。

??大(da)聯大(da)及(ji)旗(qi)下世平、品佳(jia)、詮鼎、友尚四個(ge)主要集(ji)團(tuan)基于創(chuang)新(xin)(xin)的(de)技術(shu)平臺、豐(feng)富的(de)設(she)計(ji)資源(yuan)和(he)卓(zhuo)越的(de)設(she)計(ji)團(tuan)隊，構(gou)建了(le)一(yi)(yi)個(ge)全面且(qie)創(chuang)新(xin)(xin)的(de)技術(shu)生態系統，該系統包括了(le)大(da)聯大(da)自研開發的(de)解(jie)(jie)決(jue)方(fang)案(an)、原廠解(jie)(jie)決(jue)方(fang)案(an)和(he)行(xing)業優質(zhi)伙伴合(he)作開發的(de)先(xian)進方(fang)案(an)，旨在(zai)滿足(zu)新(xin)(xin)能(neng)(neng)源(yuan)電動(dong)汽車系統客戶在(zai)能(neng)(neng)量功(gong)率(lv)應用(yong)(yong)方(fang)面的(de)多(duo)樣化(hua)、特色化(hua)、定(ding)制(zhi)化(hua)需求，并向他(ta)們提供技術(shu)領先(xian)、功(gong)能(neng)(neng)豐(feng)富的(de)功(gong)率(lv)半(ban)導(dao)體產品與解(jie)(jie)決(jue)方(fang)案(an)。這(zhe)些卓(zhuo)越的(de)解(jie)(jie)決(jue)方(fang)案(an)在(zai)推動(dong)電動(dong)汽車的(de)價值定(ding)位向“一(yi)(yi)體化(hua)能(neng)(neng)量中心”的(de)轉變過程中，發揮著至關(guan)重要的(de)作用(yong)(yong)，確保電動(dong)汽車一(yi)(yi)旦投入使用(yong)(yong)，便(bian)能(neng)(neng)實現電力能(neng)(neng)量在(zai)車輛(liang)內(nei)部的(de)高效(xiao)、可靠且(qie)安全的(de)持(chi)續流轉，猶(you)如一(yi)(yi)股股澎湃的(de)動(dong)力源(yuan)泉(quan)，促使汽車成為(wei)集(ji)出行(xing)、儲能(neng)(neng)、智能(neng)(neng)互聯于一(yi)(yi)體的(de)未來移動(dong)生活新(xin)(xin)平臺。