美国电动汽车的四大技术趋势

07/26/2023

电动汽车(EV)正变得越来越普遍，虽然仍有一些挑战需要克服（如扩大基础设施建设），但大部分技术障碍已经消除。本文将介绍美国电动汽车市场以及支撑电动汽车革命的四项技术。

#1 动力电池电压接近1kV

大多数电动汽车仍然使用400V动力电池进行供电。这项技术已在车辆的长期应用中得到充分验证。然而，这种情况正在发生变化。目前，许多汽车制造商都在使用800V系统，而且不会止步于此。粗略地说，如果将电池电压从400V直接提高到800V，充电时间将缩短一半。由于反对电动汽车的主要理由之一就是充电时间太长，因此这一改进可谓意义非凡。

对电动汽车态度不积极的人士所持的另一个理由是电动汽车的续航能力不足。更高的电池电压也有助于实现这一目标，因为800V母线架构意味着电缆直径可以更小，其他部件的尺寸和重量也可以减小。这样可以减轻汽车重量，提高效率，增加续航里程。

采用800V系统的汽车已经在全球部分地区上市，包括保时捷Taycan、现代Ioniq 5、Genesis G80 EV、起亚EV6和奥迪e-Tron GT。Rivian、沃尔沃、Polestar、Stellantis、通用汽车、比亚迪和莲花等汽车制造商也已承诺使用800V架构。

某些美国制造商甚至更进一步。Lucid Air EV使用的是924V电池，并声称是有史以来充电速度最快的电动汽车。而在去年12月，特斯拉宣布将采用更高的电压。特斯拉Semi是一款续航里程为500英里（约805公里）的新型电动卡车，配备1,000V动力系统。业内评论人士似乎确信，其他特斯拉卡车（也许是Cybertruck）也会效仿，并已开始质疑1000V电压是否仅用于大型车辆，也可能会用于乘用车，如特斯拉的Model 3、Model Y、Model S和Model X。

#2 从12V转向48V

特斯拉在美国市场占据主导地位，其电动乘用车销量超过50%，该公司最近宣布将从传统的12V汽车架构转向48V母线系统，这无疑被视为该行业的重大发展。如今的汽车拥有越来越丰富的电气功能，其用户界面比传统仪表板更类似于视频游戏控制台。最新一代电动汽车有望配备ADAS（先进驾驶辅助系统）、导航系统以及环境控制和复杂的信息娱乐系统等功能。

电压从12V升至48V，可最大限度地减少电阻损耗，从而实现更高的电流和更大的功率输出。这使得座椅加热、后视镜调节和车窗除雾器等功能可以更快地运行。与12V系统相比，使用48V系统的主要好处可能是电流可以减少四倍。这样可以减小电缆直径，从而减轻重量并降低成本。减小电流可提高电气装置的效率和性能，因为热能损耗更少。

48V系统还可用于驱动轻度混合动力电机，在加速和制动时辅助主电机。这可以提高混合动力汽车的燃油经济性并减少排放。此外，如前所述，48V系统还可以支持ADAS功能，包括自适应巡航控制系统和车道辅助系统，这些功能比传统12V系统需要更多的功率。随着汽车中的边缘人工智能（如驾驶员警觉系统）越来越复杂，对更大功率的需求可能会迫使所有汽车制造商采用48V系统。

#3 铅酸蓄电池是否还有存在的必要？

许多人会感到惊讶的是，大多数电动汽车仍然配备传统的12V铅酸电池。是的，这些电池与传统内燃机汽车中的电池完全相同，既笨重由不方便（谁不曾在某些时候，通常是非常不方便的时候，搭电启动汽车呢？）。在许多电动汽车中，蓄电池用于辅助和待机系统，因为这是一个非常简单的解决方案。不过，它也非常笨重，占用空间，而且使用寿命有限。您可以在我们之前的博客中了解更多相关信息。

包括特斯拉在内的部分汽车制造商已经转而采用锂电池方案，但还有一种更巧妙有效的方法，即使用最新一代碳化硅功率半导体设计出一个60W的小型隔离反激式电源，将高压变换为12V，在主电机关闭时提供待机电源。其中一个示例使用了Power Integrations的一款新芯片，观看本视频了解详情。