电动汽车采用的增长是一个明显且明显的趋势，近的几份行业证实了这一点。尽管疫情导致汽车销售暂停，但消费者有时间思考他们的车辆更换选择，而且许多人似乎正在考虑将电动汽车作为可行的选择。然而，消费者广泛采用存在许多潜在障碍，值得注意的是续航里程和充电时间焦虑。
　　尽管如此，由于许多国家和地区政府的举措以及制造商的特别优惠，电动汽车销量在未来几年将大幅增长。
　　从汽车制造商的角度来看，未来仍有许多技术挑战需要解决。电动汽车的初开发旨在为早期采用者市场的现有品牌车型添加电动汽车替代品。然而，持续和显着的增长将需要许多不同领域的技术进步。
　　例如，电池设计正在经历新化学物质和构造方法的重大创新。尽管这些发展仍处于起步阶段，但已经取得了可喜的成果。部署便捷且易于使用的电动汽车充电基础设施也需要大量投资。续航里程和充电时间以及价格仍然是消费者关心的考虑因素，但影响这些的关键因素是车辆的重量。
　　如今，电动汽车仍然保留 12 V 电池，为挡风玻璃雨刷器、座椅舒适度控制和信息娱乐等非牵引相关功能提供动力。目前，一些制造商正在将新车型的 12 V 电池更换为 48 V 电池。
　　低压传统
　　如今，任何新车都配备了无数基于电子的功能，这与哈德逊汽车公司 1918 年推出标准化电池概念时的情况相去甚远。如今，时尚的触摸控制信息娱乐系统通常包含收音机、媒体播放器、 GNSS 导航系统、智能手机集成以及车辆状态和系统配置菜单。此外，车内乘客还可以通过智能手机、大容量 SD 卡或在线服务播放音乐。驾驶员辅助系统 (ADAS) 结合使用雷达、激光雷达和基于机器学习的计算机视觉，提供全面的驾驶辅助功能，例如自适应巡航控制 (ACC)、盲点检测和紧急制动。汽车技术的进步令人印象深刻，但它们都有着过去的遗产。
　　对于配备 400 V 或 800 V 电池组的电动汽车，如果采用额外的电池和相关的电源管理电子设备来为上述所有部件供电，似乎会产生不必要的材料成本。图 1 说明了与内燃机相比，混合动力和全电动动力架构变得多么复杂。
　　过去，制造商将各个系统功能封装在单独的电子控制单元 (ECU) 中，每个单元均采用 12 V 电源供电。这种分布式电源管理和转换方法会导致高昂的 BOM 成本。当然，BOM 成本并不是需要考虑的因素，因为 12 V 原电池和所有电源组件的重量代表着相当大的有效负载。例如，12 V 启动电池的平均重量为 20 kg，加上多余的功率转换组件，重量很快就会显着增加。

　　从另一个角度来看，从 DC/DC 电源的角度来看，电动汽车动力系统需要 50 kW 及以上的功率转换和管理，而传统内燃机汽车的功率转换和管理功率小于 3 kW。因此，在的空间和轻的重量下实现可靠、高效的功率转换变得至关重要。电动汽车电源架构需要支持驱动动力系统、车载和基础设施充电以及遗留系统。

　　图 1. 内燃机、混合动力和全电动汽车中使用的动力架构的比较（来源 Vicor）。图片由 Bodo's Power Systems提供
　　汽车动力传输架构；不同的方法

　　Vicor 提出的解决电动汽车开发挑战的一种可行方法是使用虚拟 12 V（或 24 V/48 V）电池（图 2）。为什么不直接从车辆的主 400 V 或 800 V 电池组创建虚拟电池，而不是依赖单独的 12 V 电池？通过这种方法，制造商可以减轻重量，同时降低相关的工程、供应链和库存成本。

　　图 2. 使用虚拟电池 12 V 和 48 V 电源实施 EV 电源架构（来源 Vicor）。图片由 Bodo's Power Systems提供
　　通过将高密度高压到低压转换模块集成到现有子系统中，Vicor 方法还实现了更高程度的集成并降低了 BoM 成本——这也是 OEM 厂商希望实现的目标。
　　Vicor 提案重点关注图 2 所示的电力传输网络架构的三个方面：充电、转换和传输。
　　电动汽车充电：电动汽车行业正在逐渐采用 800 V 电池组工作电压，但部署的大部分电动汽车充电基础设施都是基于初的 400 V 标准。因此，任何新的电动汽车都需要能够适应这两种电压水平。高效、简单的双向转换模块已经上市，为电池与充电站的兼容性提供了极其灵活、高效和高密度的可扩展解决方案。
　　电源转换：使用高密度汽车级 DC/DC 模块对电动汽车的高压电池进行转换，可为汽车制造商节省大量重量和空间。同样，双向功率转换功能为功率传输架构设计提供了灵活性。通过使用来自 HV 电池的虚拟 48 V 电池，能够消除对 48 V 中间能量存储的需求，从而进一步节省重量和空间。

　　虚拟电力传输：在较新的车辆中，48 V 应用包括新的驱动、转向和线控制动高功率系统。满足这些网络的供电要求，同时支持具有更高功率要求的传统 12V 负载（见图 3），需要仔细考虑。Vicor 提供比传统解决方案更小、更轻的紧凑型高密度模块解决方案。

　　图 3. 通过车辆 HV 电池的虚拟电源架构支持传统 12 V 应用（来源 Vicor）。图片由 Bodo's Power Systems提供
　　重新定义汽车电力传输架构
　　随着汽车原始设备制造商努力降低二氧化碳排放，同时提高车辆性能和功能，电动汽车被证明是选择。然而，将电动汽车的重量保持在限度以实现更好的行驶里程被证明是一个挑战。重新定义车辆供电网络的架构可以减轻重量并降低系统成本。