美國電動車輛的四大關鍵技術趨勢

07/26/2023

電動車輛 (EV) 變得日益普遍，儘管仍有挑戰需要克服 (如擴大基礎建設)，但大多數技術障礙已經消除。以下介紹了美國電動車輛市場和支撐電動車輛革命的四項技術。

#1 電池電壓接近 1kV

大多數電動車輛仍然使用 400 V 電池。這是一項很成熟的技術，已在路上行駛過無數英里。然而，這種情況正在發生改變。許多汽車製造商現在都在使用 800 V 的系統，而且不會就此止步。大致來說，如果將電池電壓從 400 V 提高一倍到 800 V，充電時間就會減半。由於反對電動車輛的主要爭論之一是充電時間太長，這是一個大問題。

近期採用 800 V 系統的廠商提出的另一個論點是電動車輛的續航里程不足，而更高的電池電壓也有助於解決這個問題。因為 800 V 匯流排架構意味著電纜的直徑可以更小，其他元件的尺寸和重量也可以減少。這減輕了汽車的重量，提高了效率，增加了續航里程。

世界上一些地區的市場上已經有 800 V 的車輛，包括 Porsche Taycan、Hyundai Ioniq 5、Genesis G80 EV、Kia EV6 和 Audi e-Tron GT。Rivian、Volvo、Polestar、Stellantis、General Motors、BYD 和 Lotus 只是承諾使用 800 V 架構的汽車製造商中的一部分。

某些美國製造商甚至更進一步。Lucid Air 電動車輛使用 924 V 電池，據稱是有史以來充電最快的電動車輛。然後，去年 12 月，Tesla 宣佈了更高的電壓。Tesla Semi 是一款新型電動卡車，擁有 1,000 V 的動力系統，續航里程為 500 英里。業內評論家似乎確信，Tesla 的其他卡車 (也許是 Cybertruck) 也會效仿，並且揣測 1,000 V 除了用於大型車輛，是否也會用於客車 (例如 Tesla 的 Model 3、Model Y、Model S 和 Model X)。

#2 從 12 V 轉向 48 V

Tesla 在美國市場佔據主導地位，佔電動客車銷量的 50% 以上，該公司最近宣佈將從傳統的 12 V 汽車架構轉向 48 V 匯流排系統，這被視為該產業的一個重大發展。如今的汽車擁有越來越廣泛的電力功能，其使用者介面更類似於電玩遊戲主機，而不是傳統的儀表板。最新一代的電動車輛預計將配備 ADAS、導航系統、環境控制和複雜的資訊娛樂系統等功能。

從 12 V 轉向 48 V 可最大限度地減少電阻損耗，從而實現更高的電流和更大的功率傳輸。這使得加熱座椅、後視鏡調節和車窗除霧器等功能能夠更快地運行。使用 48 V 系統的主要好處可能是，與 12 V 系統相比，電流可以減少四倍。這縮減了電纜的直徑，節省了重量和成本。減少電流可以提高電氣裝置的效率和效能，因為以熱量形式損失的能量會更少。

48 V 系統也可用於為輕度混合動力馬達提供動力，該馬達在加速和制動期間輔助主要電動馬達。這提高了燃油經濟性，減少了油電混合車輛的排放量。而且，如前所述，48 V 系統還可以支援 ADAS 功能，包括自適應巡航控制和車道輔助，這些功能需要比傳統 12 V 系統提供更多的電力。隨著我們在汽車上使用更複雜的邊緣 AI (例如駕駛員警報系統)，對增加電力的需求可能會迫使所有汽車製造商採用 48 V 系統。

#3 鉛酸電池還需要嗎？

很多人感到驚訝的是，大多數電動車輛仍然使用傳統的 12 V 鉛酸電池。是的，這些電池與傳統內燃機汽車的電池一樣笨重又笨拙 (誰沒有在非常不方便的時候突然啟動汽車呢？)。在許多電動車輛中，電池用於輔助和待機系統，因為它是一個非常簡單的解決方案。然而，它也非常笨重龐大，而且使用壽命有限。如需更多資訊，請參閱我們先前的部落格。

包括 Tesla 在內的一些製造商已經轉向鋰離子解決方案，但還有一種更精緻、更有效的方法，即使用最新一代碳化矽功率半導體來生產一個 60 W 的小型隔離返馳式電源供應器，該電源供應器將高電壓轉換為 12 V，在主馬達關閉時提供待機功率。其中一個範例使用了 Power Integrations 的新晶片，本影片對此進行了詳細介紹。