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Vicor DC-DC模塊助力Tritek Power旅行電動(dòng)自行車電池包發(fā)揮最大效能

西西 ? 來源:廠商供稿 ? 作者:Vicor ? 2020-07-09 14:59 ? 次閱讀

中國曾經(jīng)被稱為自行車王國,幾乎每個(gè)中國人都熟悉自行車,而以電池作為驅(qū)動(dòng)力的自行車通常屬于交通工具。那么,旅行電動(dòng)自行車又是什么呢?

旅行電動(dòng)自行車不是交通工具,而是休閑娛樂和運(yùn)動(dòng)健身器材。它以人力驅(qū)動(dòng)為主,電力驅(qū)動(dòng)為輔。當(dāng)下,旅行電動(dòng)自行車正在興起,代表著健康生活新時(shí)尚。電動(dòng)助力讓騎手在上坡的時(shí)候輕松愜意,并極大地?cái)U(kuò)展了騎手的行駛里程。同時(shí),像山地自行車或公路自行車一樣,旅行電動(dòng)自行車十分輕便,讓騎手可以輕松騎行和拿放,給我們帶來十足的樂趣而不是痛苦的負(fù)擔(dān)。

聽起來是不是很簡單?然而,制造出稱心如意的旅行電動(dòng)自行車并不容易。旅行電動(dòng)自行車的這些特點(diǎn)要求其動(dòng)力系統(tǒng)必須具備尺寸小、重量輕的特點(diǎn),同時(shí)還有盡可能地?cái)U(kuò)展續(xù)航里程。也就是說,制造商必須從最輕最小的部件中榨取出最多的能量。

作為旅行電動(dòng)自行車備用電池的領(lǐng)先供貨商,位于中國深圳的泰科動(dòng)力(Tritek Power)諳熟其中的奧秘。據(jù)泰科動(dòng)力總經(jīng)理李昌彪先生介紹,旅行電動(dòng)電動(dòng)自行車市場增長很快,當(dāng)前在歐洲的接受程度比較高。泰科動(dòng)力給一家位于西班牙的自行車制造商供貨,這是德國老牌汽車發(fā)動(dòng)機(jī)廠商Mahler于2018年下旬收購的一家公司。我們知道,歐洲市場對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量要求十分苛刻。泰科動(dòng)力生產(chǎn)的旅行電動(dòng)自行車備用電池包完全符合客戶對(duì)小尺寸、高效率、高可靠性和電磁兼容等標(biāo)準(zhǔn)的嚴(yán)苛要求,目前尚無其他廠商能與之競爭。據(jù)介紹,泰科動(dòng)力的備用電池包重量僅2斤多一點(diǎn),但可以提供近30公里的額外里程。

說到這里,有些讀者可能不以為然:選用高能量密度的電池不就可以了嗎?實(shí)際上,電池包的設(shè)計(jì)生產(chǎn)沒有那么簡單。舉個(gè)例子:大馬力的汽車就一定跑得更快嗎?如果沒有一款高效的變速箱,汽車發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的動(dòng)力會(huì)大打折扣,這樣的汽車不見得跑得過發(fā)動(dòng)機(jī)更小,但變速箱更高效、重量更輕的車子。

同樣,電池包也需要高效的功率轉(zhuǎn)換器件。李先生介紹說,與交流驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)摩托車不同,旅行電動(dòng)自行車的電機(jī)以直流電驅(qū)動(dòng)。雖然鋰離子電池輸出的是直流電,但隨著電池電量和外界環(huán)境的變化,電池的輸出電壓并不十分穩(wěn)定,所以我們需要一個(gè)DC-DC轉(zhuǎn)換器來為電機(jī)提供穩(wěn)定的電壓。一款優(yōu)秀的DC-DC轉(zhuǎn)換器不僅要有穩(wěn)定的輸出,其轉(zhuǎn)換效率還要足夠高,這樣才能保證電池電量得到充分利用。他說,泰科動(dòng)力的電池包總體效率可高達(dá)90%,比其他廠商的產(chǎn)品高出5%到10%,其中優(yōu)秀的DC-DC轉(zhuǎn)換器功不可沒。

優(yōu)秀的DC-DC轉(zhuǎn)換器不僅能提升電池電量的利用率,而且能減少電池包的熱耗散,這樣電池包對(duì)散熱的要求就會(huì)降低,避免了散熱片的使用,從而進(jìn)一步降低電池包的尺寸和重量。

泰科動(dòng)力最終選擇的是美國Vicor公司的PI3741 DC-DC電源轉(zhuǎn)換模塊。他們也曾采用其他廠商的方案進(jìn)行過實(shí)驗(yàn),但客戶對(duì)結(jié)果卻不太滿意。選用PI3741后,泰科動(dòng)力的電池包產(chǎn)品順利通過了工況下的功能測試,以及電磁兼容、抗沖擊、防水等各項(xiàng)性能的認(rèn)證。

李先生介紹說,PI3741最突出的的特點(diǎn)就是高效率,是備選方案中效率最高的。它的輸入電壓范圍是30V至42V,輸出電壓為42V,非常適合旅行電動(dòng)自行車備用電池包的輸出轉(zhuǎn)換。由于效率高、散熱少,電池包的熱管理設(shè)計(jì)變得更加簡單。由于使用了更少的元器件,電池包的可靠性也得以提升。

據(jù)Vicor公司技術(shù)支持工程師余訓(xùn)龍先生介紹,PI3741之所以具有出色的高效率是因?yàn)樗捎昧薞icor公司專有的片上零電壓開關(guān)(ZVS)技術(shù)。我們知道,要想讓電源轉(zhuǎn)換方案的整體尺寸更小,我們就必須提高開關(guān)電源的頻率,而隨之而來的通常是開關(guān)損耗的上升。ZVS技術(shù)讓開關(guān)過程中的電壓為零,即所謂軟開關(guān),這樣開關(guān)過程中的硅損耗便降了下來。

軟開關(guān)技術(shù)本身并非Vicor獨(dú)有,但只有Vicor將ZVS拓?fù)浼傻搅诵酒?,?shí)現(xiàn)了高轉(zhuǎn)換效率下的高集成度,減少了外部元件數(shù)量,縮小了方案尺寸,并提高了產(chǎn)品的可靠性。

余先生介紹說,Vicor提供給泰科動(dòng)力的PI3741模塊以LGIZ形式封裝,更便于散熱,尺寸僅為10毫米 x 14毫米 x 2.5毫米,轉(zhuǎn)換效率可高達(dá)96%,比競品高出兩個(gè)百分點(diǎn)。他說,Vicor的產(chǎn)品一向以高質(zhì)量見長,PI3741的次品率僅為兩三個(gè)ppm。此外,PI3741具備很低的EMI輻射,這些都為客戶的終端產(chǎn)品滿足歐美嚴(yán)苛的質(zhì)量認(rèn)證提供了幫助。

好了,旅行電動(dòng)自行車、備用電池包和DC-DC轉(zhuǎn)換器的故事就講到這里。雖然2020年這個(gè)春夏限制了人們遠(yuǎn)足的步伐,但陰云終將散去,明天的陽光會(huì)更加美好。那時(shí),旅行電動(dòng)自行車會(huì)載著更多熱愛生活的人們享受大自然的恩賜和新技術(shù)的便利。

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