日前，由賽車運動及技術公司Prodrive領導的合作聯盟宣布成功研制出一種可應用于電動車的基于碳化硅的多端口DC-DC轉化器。該碳化硅多端口 DC-DC轉化器可以控制利用多種能量來源，因此其工作效率可以達到98.7%。同時，與基于單硅的轉化器系統相比，以上碳化硅多端口DC-DC轉化器不僅可以提升能量密度，而且還可以降低轉化器的大小和重量。
該碳化硅多端口DC-DC轉化器最重要的一點就是其采用了碳化硅作為其基本材料。與單硅材料相比，碳化硅材料的運行頻率更高。測試車輛采用的碳化硅多端口 DC-DC轉化器的試驗頻率可以達到75000赫茲，通過提高能量轉換器的額定運行頻率可以大大降低系統的能量轉換損耗。此外，通過利用碳化硅材料還可以大幅縮小能量轉換器中磁性元件的尺寸大小，使轉化器的工作效率可以達到98.7%。以上采用碳化硅材料的多端口DC-DC轉化器的重量功率密度可以達到 10.5千瓦/千克，其體積功率密度則可以達到20千瓦/升。
與普通材料的能量轉換器相比，碳化硅材料能量轉換器可以承受更高的工作溫度。這樣一來，碳化硅材料能量轉換器就可以集成到電力電子中，甚至可以集成到混合動力系統的內燃機系統的冷卻系統中。
DC-DC能量轉化器作為車輛高電壓電氣系統的能量傳輸樞紐。其包含四個端口：其中兩個端口連接在牽引電機和高壓電池上;第三個端口連接在輔助備用電源上，在此次的測試車中第三個端口連接的是測試車的車載超級電容組;最后第四個端口連接到了車輛的12伏驅動系統中。
DC-DC能量轉化器可以接收到來自外部監視控制器系統總線(Controller Area Network，CAN)中的指令并作出響應，其還可以匹配不同系統的不同電壓值并在彼此之間進行能量傳遞。
此次進行測試的車輛采用了塔塔汽車的Vista EV車型，該Vista電動汽車車型是由華威(Warwick)塔塔汽車歐洲技術中心(Tata Motors European Technical Centre)研發的，其采用的是220伏電池和37千瓦牽引電機。此外，以上Vista電動汽車測試車輛還配備了兩個200千焦耳的超級電容器組，其電壓工作區間在75伏-150伏之間。
來自Prodrive公司的電氣系統和控制專家Mark Willows表示：“在人們日常駕駛中，能量轉化器可以提高電池電壓到400伏左右以優化電動機的性能表現。同時在車輛駕駛過程中如有需要，能量轉化器也可以從超級電容組中吸取額外的能量。而在能量回收階段，能量轉化器在接受到外部控制器指令情況下可以將車輛的能量回收至電池或超級電容組中儲存起來。另外，能量轉化器也可以實現電池和超級電容端口之間的直接能量傳輸。該能量轉化器系統可以通過適配器與其他的能量源完成匹配。例如，能量轉化器不僅可以與燃料電池匹配還可以與多個牽引電機進行匹配傳輸能量。”
目前有消息稱，Prodrive合作技術聯盟正在進行一個后續項目。該項目主要研究提高能量轉化器的工作電壓至750伏。這樣一來可以進一步提高工作能量密度，提升系統的最高可工作溫度。
Mark Willows表示：“針對以上能量轉化器后續項目，我們已經開發了一套基于輕型商用車底盤的滾動試驗臺。以上輕型商用車底盤采用的是75千瓦牽引電機，其儲能裝置包括一個320 伏的鋰離子電池和兩個超級電容組。其中這些裝置都是Prodrive公司針對以上項目專門設計研制的。”
此次Prodrive領導的合作技術聯盟得到了技術戰略委員會的大力支持。另外，參與到該項目的還包括曼徹斯特大學(University of Manchester)、塔塔汽車歐洲技術中心、 IST電源產品有限公司(IST Power Products)，雷錫恩系統公司(Raytheon Systems)和SCISYS公司等。
Prodrive公司自2001年開始四驅油電混合動力原型的研發工作以來，至今已經有超過十年的混合動力和純電動汽車的項目研發經驗了。 Prodrive公司參與了大量的混合動力和純電動汽車的相關研發工作，其中包括摩托車、通勤車、客車和卡車等新能源原型機的開發、同類電力技術的研發以及多種電力技術的研發等工作。其中多種電力技術主要涉及到混合動力電池、超級電容、燃料電池以及高速電機等。 |
