業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
2020-10-30 11:23:20
Victor
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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，并將成為業界首個采用輕度混合動力汽車的大型房車錦標賽。
BTCC 規定，駕駛員可以戰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技術，Delta Motorsport 同意為這種“戰術提升”設計新的電池組和相關電子產品。
全新的 48V 鋰離子電池組采用創新型智能電源管理以及高功率密度 DC-DC 轉換器和穩壓系統。電池組為逆變器-電機組合供電，并接受其產生的再生電力，同時高功率密度轉換器解決方案可為汽車的所有電路和設備供電。這種架構實現的功率密度和電源管理水平可去除交流發電機系統，從而進一步減輕重量，提高性能與可靠性。
該系統利用模塊化供電網絡 (PDN) 實現了小體積、輕重量和高性能。PDN 采用 48VDC 電源，為四個并聯的 DC-DC 轉換器供電，后者共同提供高達 92 安培的 13.8V 穩壓電源（功率約 1.2千瓦）。負載由四個轉換器共擔，盡管只用三個轉換器（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，無內燃機）驅動車輛，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（與內燃機一起）驅動車輛。
創新型電池組智能與管理
電池組包括電池管理系統，該系統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，隨時處理可能出現的最大充電和放電電壓。該系統根據電池充電狀態 (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 下必須限制再生發電。
該系統還可實時監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，如果出現問題，它可以打開接觸器，安全地隔離電池組。
該電池管理系統支持數據日志和診斷，以記錄DC-DC轉換器的性能。這不僅能檢查故障狀態，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 轉換器電源模塊
DC-DC轉換器電源系統使用四個 Vicor DCM3623 隔離式穩壓 DC-DC 轉換器 ChiP 電源模塊，從電池組提供 13.8V 穩壓輸出，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。
該系統利用內置 48VDC 電源的模塊化供電網絡 (PDN) 實現了小體積、輕重量和高性能。48V電源為四個并聯的 DC-DC 轉換器供電，后者共同提供高達 92 安培的 13.8V 穩壓電源（功率約 1.2 千瓦）。
由Delta Motorsport設計的 Vicor 供電網絡
將最大體積留給供電的電池單元而不是電源電子產品，這一點至關重要。因此，Vicor 供電網絡展現出了重大的優勢，DCM模塊的可擴展性和易于并聯實現了模塊化電源架構，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優異，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品來滿足日益增長的性能需求。隨著制造商轉而采用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。UPS 還允許電子設備的供電獨立于車輛，以實現系統檢查的遠程連接。
“英國房車錦標賽…… 啟動您的混合動力引擎”！
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