高功率電源密度及多功能性可無需採用車輛交流發(fā)電機，不僅減輕了重量，而且提高了可靠性。

頗負盛名的英國房車錦標賽 （BTCC） 是一項始於 1958 年的悠久賽事。30 多輛精心設(shè)計的賽車為獲勝競相角逐，令賽事精彩壯觀。2022年，英國房車錦標賽將會增加一個新的項目，並將成為業(yè)界首個採用輕度混合動力汽車的大型房車錦標賽。

BTCC 規(guī)定，駕駛員可以戰(zhàn)術(shù)性地使用馬達提升車輛效能，並提高車輛加速能力。此合約已授予Cosworth Electronics，該公司把這項高度專業(yè)化的工作發(fā)包給 Delta Motorsport。而Delta Motorsport 同意為這種「戰(zhàn)術(shù)提升」設(shè)計新的電池組和相關(guān)運用之電子產(chǎn)品。

圖一 : Delta Motorsport 負責為英國房車錦標賽的「戰(zhàn)術(shù)提升」設(shè)計新的電池組和相關(guān)電子產(chǎn)品。利用模組化供電網(wǎng)路（PDN），該系統(tǒng)使用 48VDC 電源即可提供極高效能輸出。

全新的 48V 鋰離子電池組採用創(chuàng)新型智慧電源管理以及高功率密度 DC-DC 轉(zhuǎn)換器和穩(wěn)壓系統(tǒng)。電池組為逆變器-馬達組合供電，並接受其產(chǎn)生的再生電力回充，此高功率密度轉(zhuǎn)換器解決方案可為汽車的所有電路和設(shè)備供電。這種架構(gòu)實現(xiàn)的功率密度和電源管理水準可去除交流發(fā)電機系統(tǒng)，從而進一步減輕重量，提高效能與可靠性。

該系統(tǒng)利用模組化供電網(wǎng)路（PDN）實現(xiàn)了小體積、輕重量和高效能。PDN 採用 48VDC電源，為四個並聯(lián)的 DC-DC 轉(zhuǎn)換器供電，後者共同提供高達 92 安培的 13.8V 穩(wěn)壓電源（功率約 1.2千瓦）。負載由四個轉(zhuǎn)換器共擔，儘管只用三個轉(zhuǎn)換器就可以完全支援負載但使用 N+1 四個轉(zhuǎn)換器則提供了航空級冗餘。

混合動力系統(tǒng)的三相無刷馬達透過雙向逆變器連接電池，雙向逆變器將電池電源輸送至馬達，並將馬達產(chǎn)生的再生電力回充到電池。

在前往啟始維修道的限速行駛過程中，馬達以純電動模式（僅馬達，無內(nèi)燃機）驅(qū)動車輛，然後當駕駛員要在比賽中提升效能時，馬達以輕度混合動力模式（與內(nèi)燃機一起）驅(qū)動車輛。

創(chuàng)新型電池組智慧與管理

電池組包括電池管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)可控制所有電池電壓，並確保電池在與馬達-逆變器控制器通訊的同時，隨時處理可能出現(xiàn)的最大充電和放電電壓。該系統(tǒng)根據(jù)電池充電狀態(tài)（SoC），不斷運算並向控制器更新電池能提供或接受的電流量。在低SoC下必須降低功率需求，而在高SoC下必須限制再生發(fā)電。

該系統(tǒng)還可即時監(jiān)控所有電池的溫度，並將結(jié)果回饋到可用的功率運算中。此外，如果出現(xiàn)問題，它可以打開接觸極，安全地與電池組隔離。

圖二 : Delta Motorsport設(shè)計的供電網(wǎng)路使用 48VDC電源，為四個並聯(lián)的 DC-DC 轉(zhuǎn)換器供電，後者共同提供高達 92 安培的 13.8V 穩(wěn)壓電源（功率約 1.2千瓦）。負載由四個轉(zhuǎn)換器共擔，儘管只用三個轉(zhuǎn)換器就可以完全支援負載但使用 N+1 四個轉(zhuǎn)換器則提供了或航空級冗餘。

該電池管理系統(tǒng)支援資料日誌和診斷，以記錄DC-DC轉(zhuǎn)換器的效能。這不僅能檢查故障狀態(tài)，還可提供有關(guān)所有車輛上輸送的準確電流量的回授。

DC-DC 轉(zhuǎn)換器電源模組

DC-DC轉(zhuǎn)換器電源系統(tǒng)使用四個Vicor DCM3623 隔離式穩(wěn)壓 DC-DC 轉(zhuǎn)換器ChiP電源模組，從電池組提供 13.8V 穩(wěn)壓輸出，電流最高可達 92安培。由於其小巧纖薄的外形，它們在安裝後與電池單元之間延伸的微孔冷卻板直接熱接觸。

白板鏈路

圖三 : 該系統(tǒng)利用內(nèi)建 48VDC電源的模組化供電網(wǎng)路 （PDN） 實現(xiàn)了小體積、輕重量和高效能。48V電源為四個並聯(lián)的 DC-DC 轉(zhuǎn)換器供電，後者共同提供高達 92 安培的 13.8V 穩(wěn)壓電源（功率約 1.2 千瓦）。

由Delta Motorsport設(shè)計的Vicor供電網(wǎng)路

將最大體積留給供電的電池單元而不是電源電子產(chǎn)品，這一點至關(guān)重要。因此，Vicor供電網(wǎng)路展現(xiàn)出了重大的優(yōu)勢，DCM模組的可擴充性和易於並聯(lián)實現(xiàn)了模組化電源架構(gòu)，讓 Delta 在不犧牲功率的前提下將 DC-DC PDN 客製化為他們所需的小尺寸。

Vicor模組化電源元件在初始的電池組測試中表現(xiàn)優(yōu)異，無需降轉(zhuǎn)運行，也沒有任何電壓驟降問題。未來的電動汽車將不可避免地需要更小、更輕及更有效率的電源電子產(chǎn)品來滿足日益成長的效能需求。隨著製造商轉(zhuǎn)而採用48V 電池來處理這種高功率，Vicor模組化方法可以透過更小、更輕的纜線和連接器來提高供電網(wǎng)路效率，從而降低功耗和重量。

Delta Motorsport還採用了Vicor PI3105，這是一種用於不斷電供應(yīng)系統(tǒng)（UPS）的小型 60W 隔離式轉(zhuǎn)換器。它能向電池組電子設(shè)備供電，以便在與車輛電源隔離時維持安全系統(tǒng)。UPS還允許電子設(shè)備的供電獨立於車輛，以實現(xiàn)系統(tǒng)檢查的遠端連接。

「英國房車錦標賽……啟動您的混合動力引擎」！