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新能源技術

業(yè)界首次混合動力房車錦標賽使用

2025China.cn   2020年11月02日

業(yè)界首次混合動力房車錦標賽使用
全新 Delta Motorsport 智能功率密集型電池組


       高功率電源密度及功能性可無需采用車輛交流發(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) 是一項始于 1958 年的悠久賽事。30 多輛精心設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維度,并將成為業(yè)界首個采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)術性地使用電動機提升車輛性能,并提高車輛加速能力。此合同已授予 Cosworth Electronics,該公司把這項高度專業(yè)化的工作分包給 Delta Motorsport。由于其在電子領域擁有多學科工程聲譽和專業(yè)技術,Delta Motorsport 同意為這種“戰(zhàn)術提升”設計新的電池組和相關電子產(chǎn)品。

 


       全新的 48V 鋰離子電池組采用創(chuàng)新型智能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-電機組合供電,并接受其產(chǎn)生的再生電力,同時高功率密度轉(zhuǎn)換器解決方案可為汽車的所有電路和設備供電。這種架構實現(xiàn)的功率密度和電源管理水平可去除交流發(fā)電機系統(tǒng),從而進一步減輕重量,提高性能與可靠性。
       該系統(tǒng)利用模塊化供電網(wǎng)絡 (PDN) 實現(xiàn)了小體積、輕重量和高性能。PDN 采用 48VDC 電源,為四個并聯(lián)的 DC-DC 轉(zhuǎn)換器供電,后者共同提供高達 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,盡管只用三個轉(zhuǎn)換器(即 N+1 或航空級冗余)就可以完全支持負載。
       混合動力系統(tǒng)的三相無刷電機通過雙向逆變器連接電池,雙向逆變器將電池電源輸送至電機,并將電機產(chǎn)生的再生電力返回到電池。
       在最初前往維修道的限速行駛過程中,電機以純電動模式(僅電機,無內(nèi)燃機)驅(qū)動車輛,然后當駕駛員要求在比賽中提升性能時,電機以輕度混合動力模式(與內(nèi)燃機一起)驅(qū)動車輛。


創(chuàng)新型電池組智能與管理


       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,并確保電池在與電機-逆變器控制器通信的同時,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),不斷計算并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)還可實時監(jiān)控所有可用電池的溫度,并將結果反饋到可用的功率計算中。此外,如果出現(xiàn)問題,它可以打開接觸器,安全地隔離電池組。

 


       Delta Motorsport設計的供電網(wǎng)絡使用 48VDC 電源,為四個并聯(lián)的 DC-DC 轉(zhuǎn)換器供電,后者共同提供高達 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,盡管只用三個轉(zhuǎn)換器(即 N+1 或航空級冗余)就可以完全支持負載。
       該電池管理系統(tǒng)支持數(shù)據(jù)日志和診斷,以記錄DC-DC轉(zhuǎn)換器的性能。這不僅能檢查故障狀態(tài),還可提供有關所有車輛上輸送的準確電流量的反饋。


Vicor DC-DC 轉(zhuǎn)換器電源模塊


       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 電源模塊,從電池組提供 13.8V 穩(wěn)壓輸出,電流最高可達 92安培。由于其小巧纖薄的外形,它們在安裝后與電池單元之間延伸的微孔冷卻板直接熱接觸。


白板鏈路 

 


       該系統(tǒng)利用內(nèi)置 48VDC 電源的模塊化供電網(wǎng)絡 (PDN) 實現(xiàn)了小體積、輕重量和高性能。48V電源為四個并聯(lián)的 DC-DC 轉(zhuǎn)換器供電,后者共同提供高達 92 安培的 13.8V 穩(wěn)壓電源(功率約 1.2 千瓦)。


由Delta Motorsport設計的 Vicor 供電網(wǎng)絡


       將最大體積留給供電的電池單元而不是電源電子產(chǎn)品,這一點至關重要。因此,Vicor 供電網(wǎng)絡展現(xiàn)出了重大的優(yōu)勢,DCM模塊的可擴展性和易于并聯(lián)實現(xiàn)了模塊化電源架構,讓 Delta 在不犧牲功率的前提下將 DC-DC PDN 定制為他們所需的小尺寸 。 
       Vicor模塊化電源組件在最初的電池組測試中表現(xiàn)優(yōu)異,無需降額運行,也沒有電壓驟降。未來的電動汽車將不可避免地需要更小、更輕及更高效的電源電子產(chǎn)品來滿足日益增長的性能需求。隨著制造商轉(zhuǎn)而采用48V 電池來處理這種高功率,Vicor 模塊化方法可以通過更小、更輕的線纜和連接器來提高供電網(wǎng)絡效率,從而降低功耗和重量。
       Delta Motorsport還采用了 Vicor PI3105,一種用于不間斷電源 (UPS) 的小型 60W 隔離式轉(zhuǎn)換器。它能向電池組電子設備供電,以便在與車輛電源隔離時維持安全系統(tǒng)。UPS 還允許電子設備的供電獨立于車輛,以實現(xiàn)系統(tǒng)檢查的遠程連接。
       “英國房車錦標賽…… 啟動您的混合動力引擎”!


關于 Vicor 公司


       Vicor 公司始終致力于設計、開發(fā)、制造和銷售基于各種專利技術的模塊化電源組件和完整的電源系統(tǒng)。Vicor 總部位于馬薩諸塞州安多弗,其產(chǎn)品主要銷往各大電源系統(tǒng)市場,包括企業(yè)與高性能計算、工業(yè)設備與自動化、電信及網(wǎng)絡基礎架構、汽車與交通運輸,以及航空航天與國防等。


關于 Delta Motorsport


       Delta 是一家從事創(chuàng)新創(chuàng)意工程業(yè)務的企業(yè),總部設在世界著名的銀石賽道,位于英國高性能技術集群的核心地帶。
       Delta 有三大開發(fā)主線:電池系統(tǒng)、催化發(fā)電機和平臺主控。每條主線都采用了同樣穩(wěn)健而輕量級的方法,該方法在高壓賽車行業(yè)經(jīng)過數(shù)十年的磨練積累。
       圍繞這三條主線的還有車輛工程和集成能力,這使 Delta 為初創(chuàng)企業(yè)和 OEM 廠商交付了許多整車項目。
       Delta 的多學科團隊為各個行業(yè)提供支持,其業(yè)務能力從初始概念一直延伸到小批量生產(chǎn)。
       Vicor、DCM? 和 ChiP? 是 Vicor 公司的商標。

 


 

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