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为什么电动汽车仍然需要12V铅酸电池?完全没必要!

Car Battery

锂离子电池技术的不断进步,让电动汽车的续航里程比以往任何时候都更长、加速更快、马力更大。然而,今天路上行驶的大多数电动汽车仍然配备12V铅酸电池作为待机电源。这究竟为何?

铅酸电池的前世今生

铅酸电池价格低廉,性能可靠,已经有100多年的历史,早在19世纪90年代就被用于早期版本的电动汽车。它可以提供启动内燃机所需的高电流(在寒冷条件下高达500A,持续5秒),并且内燃机车辆的整个电气子系统设计为在发动机关闭时由12V蓄电池供电。

随着汽车行业在20世纪90年代末开始电气化,出现了混合动力或插电式混合动力电动汽车,但仍然需要使用铅酸电池,因为汽油发动机的启动仍然离不开它。

没有发动机的汽车会怎么办?

即使已无需500A峰值输出电流来启动汽油发动机,但大多数全电动汽车仍保留使用这种重型电池,以便在电机不运行时为所有电气子系统提供12V电源。在全电动汽车中弃用12V蓄电池的想法听起来很简单,但在实现之前还需要解决几个问题:

成本: 铅酸电池价格低廉。在大多数情况下,使用DC-DC变换系统将所有车灯、泵、车窗、动力转向和信息娱乐/导航系统的400V(来自电池组)变换为12V的成本往往更高。

复杂性:重新设计汽车中的任何东西都是一项复杂的工作,因为仅汽车资格认证就可能需要数年时间才能完成。铅酸电池具有公认的耐用性和相对较长的使用寿命。设计电动汽车时,用12V电池为低压系统供电可简化工程。

安全性:上述大多数低压系统都非常靠近乘客。如果设计为让它们直接从400V或800V电池中取电,可能会比较吓人。如果使用铅酸电池,则可通过断开主蓄电池与关键系统的连接来隔离更高的电压。乘客舱内的高压需要多层安全保护。这就是为什么最近的一些电动车设计没有完全摒弃12V电池,而是选择用更小、更轻、可用输出电流更低的锂基电池取代铅酸电池。

那么如何才能淘汰12V电池呢?

要完全摒弃12V电池,则需要采用坚固耐用的电源,可以安全地从高压电池组中取电。它需要具有宽输入电压范围,理想情况下为30VDC至1000VDC,以涵盖400V和800V额定电池电压,以及适合功能安全关键应用的30V工作电压。

它需要具有非常的效率,以降低工作温度并最大限度地减少动力电池的放电。它还需要具有较少的元件数量,从而节省空间并提高可靠性。

Power Integrations推出的InnoSwitch3-AQ系列反激式开关IC集成了900V PowiGaN开关,且已通过AEC-Q100认证,是这种电源的理想解决方案。该器件使用FluxLink™反馈链路,可为次级侧控制提供高达5000VRMS的加强绝缘。无需外部电路即可从30V的电压下启动电路,该IC可实现90%以上的高效率,空载功耗低于15mW,有助于降低电池管理系统当中电池的自放电。

新的设计范例DER-953Q现在可从官网power.com下载。这款紧凑型100W电源使用InnoSwitch3-AQ设计而成,有了它,现在已无需在电动汽车中使用12V电池。有关更多信息,请下载DER-953Q设计范例报告InnoSwitch3-AQ数据手册

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