EV消除12V电池成趋势 PI用技术引领市场

家用汽车早已迈入电气时代，现如今汽车上的电器设备越来越多，汽车电源系统除了给发动机启动电机、灯光、电动助力转向等部件供电用电之外，还要满足如多媒体影音系统、倒车雷达、手机充电、行车记录仪、GPS导航仪等设备的用电要求。

汽车电源系统一般是由发电机和蓄电池共同组成。早在汽车发展初期，电气系统并未引入汽车产品，随后因起动机的应用普及，汽车开始装备了蓄电池，当时的电压标准是6V。由于各类汽车电气化设备得到大量应用6V系统所能提供的功率太低，无法满足更多的“用电需求”，车载标准电压就从6V提升到了12V。12V电压值随后成为全球通用标准（柴油车24V），因此可以大幅度降低车厂与电气设备配件供应链之间的协调问题，并大幅降低成本。

然而随着混动汽车以及新能源汽车的出现和普及，未来12V低压电池或许将面临被淘汰的命运。那么我们不禁会疑问，取消12V电池对于新能源汽车有哪些好处？取消12V电池对汽车开关电源有哪些影响？如何满足取消12V电池后汽车电气设备的供电需求？

去除12V电池可以有效缩减电池本身和相关车辆接线的重量和成本，有利于提升新能源汽车的续航能力，而且还可以防止车辆因 12V 电池故障而无法运行和消除电池更换成本。同时取消12V铅酸蓄电池可以减少电池定期维护的成本，减少对环境的污染，符合新能源汽车的环保理念。

传统设计中，12V蓄电池会给一些低压的部门来进行供电，但其最大的功率是来自于汽车转向助力，也就是方向盘助力，其功率会达到1500W~4000W左右。大致逻辑是通过APU辅助供电单元，将高压电转换成12V到低压母线上，一方面给12V电池蓄电，另一方面在汽车工作期间通过转换电压给低压设备供电。12V大容量电池的使用可以为低压负载部分的供电提供冗余并具有提供瞬间过载的能力。

而未来新能源汽车的电源设计架构趋势是，通过高压直流母线电池直接与两个APU相通，一个APU用来控制AC充电口的高压母线电源，另一个用来控制高压电池组给低压设备供电，提供冗余。这样就可以替代12V电池的功能，同时还可以将部分低压负载功率转移到高压负载功率上。进而减轻APU的功率需求。在这些设计中，功率开关的可靠性和高效性就成为了关键。

InnoSwitch3-AQ器件简化EV的功率架构

在2023美国国际电力电子应用展（APEC）上，Power Integrations宣布推出了900V氮化镓(GaN)器件——符合AEC-Q100标准且适用于基于400V母线系统的电动汽车的InnoSwitch3-AQ。新IC采用PowiGaN™技术，可提供高达100W的功率，效率超过93%，因而无需散热片。InnoSwitch3设计还具有出色的轻载效率，非常适合在低功耗睡眠模式下为电动汽车提供辅助电源。而900V PowiGaN开关对于进行12V电池替代的系统可提供更大的功率和更高的设计裕量，并且效率高于硅基变换器。

Power Integrations表示，汽车级InnoSwitch3-AQ器件可以从400V母线提供100W的输出功率，并且具备与800V电动汽车系统所用的广受欢迎的1700V碳化硅InnoSwitch3-AQ IC类似的性能和保护功能。

InnoSwitch3-EP器件提升工业领域电源效率

在工业领域，增加的功率能力和更高的效率在家电、三相电机和服务器中的辅助电源(PSU)等应用中也极具优势。因此Power Integrations还推出了同系列的新品——InnoSwitch3-EP。新的900V器件与现有的725V和750V InnoSwitch3-EP器件引脚相兼容，并提供更高的安全裕量，非常适合市电电压不稳的国家或地区。