据能源圈了解到，今天，越来越多的家庭在购置新车时，倾向于选择新能源电动汽车。根据公安部数据显示：截至2024年6月底，中国新能源汽车保有量已达2472万辆。新能源汽车市场进入高速发展期，有利于国家“双碳”目标的达成，也促进了充电和储能基础设施的建设与发展。新能源汽车对于能量高效、智能、安全的利用，也进一步促进了能源领域尤其是电能领域的良性发展。

与以往的“油车”相比，人们对电动汽车的用车模式与车辆在使用中所发挥的价值，都在潜移默化地发生着改变：车辆不再只是通勤的代步工具，而是成为集高效充电、能量转换、行车用电和驻车外部设备供电等多维能力于一身的“能量中心”，为用户带来可靠、便捷、安全、愉悦的用车体验，而这些成就的背后离不开丰富多样的功率电子系统。

充电：让OBC完成高效、安全的充电过程

为扫除新能源汽车用户的“里程焦虑”，确保车辆的能量就绪，充电设备逐渐成为住宅或者园区范围内非常重要的赋能保障基础设施。与充电基础设施相匹配的车载充电机OBC(On-Board Charger)，是安装在新能源电动车内的重要零部件，它将交流充电桩输出的交流电转化为高压直流电，给整车高压动力电池充电。

在功率电子系统的支持下，车载OBC除了保障为电动汽车高效、安全地完成充电过程，还会与车内的BMS（电池管理系统）和车辆监控系统进行通信和协作。

储能：双向DC-DC转换实现更加出色的能源效率

随着我们向数字化、分布式和脱碳能源基础设施的发展，电池储能系统(BESS)正在成为可持续性和能源效率方面的重要组成部分。一个明显的例子是在户用储能系统中，它能够存储太阳能和风能等间歇性能源产生的电能，并在需要时使用。

户用储能系统通常与太阳能电池板和电网电力结合使用，对电动汽车和家用设备提供稳定的供电，尤其是电动汽车除了采用OBC车载充电机之外，也可以由电池储能系统为电动汽车的电池组进行直流充电。与此同时，电池储能系统的持续演进，也加大和提升了对更高效、更可靠功率转换系统的需求，其中最主要的组件之一就是DC-DC转换器。

在使用电池储能系统为电动汽车提供直流充电等应用场景下，DC-DC转换器经常用于降低高DC总线电压，或者为电池充电系统提供中间隔离。相移全桥（Phase Shift Full Bridge，PSFB）电路因其能够在超结Superjunction MOSFET（SJ MOSFET）和IGBT等开关元件导通时能实现零电压开关（Zero Voltage Switching，ZVS）工作状态，可以减少开关损耗，从而适合处理更大的功率。

图注：采用PSFB相移全桥的DC-DC转换解决方案

大联大旗下品佳集团基于Infineon XMC4200并搭配最新CFD7系列MOSFET，提供了领先的3.3KW高功率密度双向相移全桥方案，可实现4.34W/cm（71.19 W/in）的功率密度，证明了PSFB拓扑可以用作双向DC/DC阶段，并且在不改变传统拓扑标准或构造的情况下，就能充分发挥相移全桥PSFB的优点，在开关元件导通时实现ZVS工作状态，减少开关损耗，在支持高功率密度的同时实现出色的能源效率。通过将表面贴装器件 (SMD) 封装中的一流 600V CoolMOS™ CFD7与150V OptiMOS™ 5同步整流器结合使用，该方案可为DC-DC转换实现出色的98%降压效率和97%升压效率。凭借这些半导体技术的出色性能、完整SMD解决方案的创新冷却概念以及堆叠磁性结构，该方案将帮助储能系统实现十分理想的功率密度。（更多解决方案详情请浏览：

https://www.wpgdadatong.com.cn/solution/detail/72715）

行车用电：BMS确保电池组高水平运转

在电动汽车行驶驱动以及向诸多辅助系统供电过程中，需要有卓越的电源/电池管理芯片进行灵活高效的监测与控制。电池管理系统 (BMS) 可以监测电池和可能产生的故障情况，防止电池出现性能下降、容量衰减，甚至可能危害用户或周围环境的情况。BMS同时负责提供精确的电池充电状态 (SOC) 和健康状况 (SOH) 估计，以确保在电池的整个生命周期内提供丰富的信息以及安全的用户体验。设计恰当的BMS系统，不仅就安全而言至关重要，也是提升用户满意度的关键环节。

完整BMS的主要结构，通常由前端、后端两个部分组成：前端模拟测量保护电路（AFE），包括电池电压转换与测量电路、电池平衡驱动电路、通信电路；后端是微控制器(MCU)和电量计。电量计可以是独立的IC，也可以嵌入在MCU中。MCU是BMS的核心元件，在与系统其余部分连接的同时，从AFE和电量计获取信息和数据，并做出系统的控制行为。

图注：在针对800V的BMS方案中，模拟前端电路中的 CMU 板用于采集电池的电压、温度和压力，一块 CMU 板上使用 3 颗 MC33774。

大联大旗下世平集团基于NXP MC33774产品所提供的多节电池组监控芯片（BMS AFE 芯片）解决方案，具备高串数和多节点级联等特点，使其非常适合应用在高电压系统环境，包括保障电池组的健康状态，给出精准的电量预测等。MC33774方案在诸多方面皆表现优异：支持4~18 串电池，电源耐压高达94V；电池电压的检测精度为0.8mV，总测量误差(TME)小于1.5mV (全温度范围)，适用于大多数化学电池；板上有3组MC33774模块，支持菊花链双向通信，每个模块电容隔离，并且支持多板级联，板间变压器隔离可实现 800V 高压甚至更高电压；软件采用 FreeRTOS 实时操作系统，支持底层驱动以及SL/SAF驱动，支持IEC 61508的质量/安全代码包；满足功能安全IEC 61508 SIL-2和IEC 60730 Class B的需求。（更多解决方案详情请浏览：https://www.wpgdadatong.com.cn/blog/detail/75309）

图注：以STM32G431为控制MCU，MP2797为AFE为模拟前端的BMS方案

大联大旗下友尚集团基于ST的STM32G431为控制MCU、MP2797为AFE为模拟前端所 提供的BMS方案，其中的MCU是基于高性能ARMCortex-M4 32位RISC内核，工作频率高达170MHz。此方案中的AFE 部分则采用 MP2797，可连接7至16节串联电池组。MP2797 还集成了两个独立的模数变换器（ADC）。第一个 ADC 测量每个通道的差分电池电压（最多 16 个通道）、芯片温度和 4 通道温度，第二个 ADC 通过外部电流采样电阻测量充电/放电电流。该器件具有高端驱动器和可靠的保护功能，包括过流、短路、欠压、过压和低温/高温保护。同时，MP2797的每个电芯都具有电压电流同步功能，通过搭配MPS电压电流混合算法的电量计芯片MPF4279x使用，能准确地预估储能电池的剩余电量（SOC）和健康状态（SOH）。此外，该BMS方案的后级可增加逆变电源模块，户外或停电时可作为移动电源使用。（更多解决方案详情请浏览：https://www.wpgdadatong.com.cn/solution/detail/73641）

世平和友尚各自提供的BMS解决方案，除了用于汽车电子的电池/电源管理应用之外，因其领先的性能和优势，也可以扩展应用于能源储能系统和工业制造领域。

驻车用电：V2L驱动外设或数码产品的电力应用

电动汽车和传统的汽油发送机汽车相比，能够支持用户的更多电器设备供电，例如影音娱乐数码产品、咖啡机、灯光照明、电动自行车/滑行车等，这就使得电动汽车能够在驻车状态下更好地满足用户的任务需求，从而获得进一步提升的使用体验——V2L（Vehicle to Load）。所谓V2L，指的是新能源汽车对负载放电，又称为车载能源到电器，很多车企将其宣传为移动电站功能或者营地供电模式等。据称V2L 是目前使用频率最高、车辆搭载数量最多的外放电类型应用。

试想一下，电动汽车停驻在营地后，可以在充放电控制解决方案支持下，以车辆作为能量中心，实现灵活多变的营地模式应用，例如变成数码影院、咖啡餐吧或者音乐灯光秀场，这一定会让车主和家人们的郊游露营变得更加有趣和难忘。

图注：在48V/120A BMS评估板上，采用100V双向导通 VGaN 器件实现充放电控制与保护解决方案

大联大旗下诠鼎集团基于Innosicence 48V/120A BMS评估板并采用100V双向导通 VGaN 器件，实现了性能优异的充放电控制与保护解决方案。VGaN INV100FQ030C新型功率器件支持双向导通/截止，导通电阻仅为 100V/3.2mΩ，同时具备无反向恢复、超低栅极电荷等特性。在BMS应用中，当系统需要正常充电或者正常放电时，可以将VGaN完全打开，实现系统充电或者放电；当系统需要充电保护或者放电保护时，VGaN可实现系统充电关断或者放电关断，同时利用VGaN的“体二极管”特性，电路可以实现充电保护后放电，或者放电保护后充电。因为采用WBG宽禁带技术，在同等100A负载电流情况下，VGaN与SiMOS相比器件使用数量减少一半以上，从而大幅减少PCB占板面积，降低系统成本，还在热性能上优势显著。（更多解决方案详情请浏览：https://www.wpgdadatong.com.cn/solution/detail/74164）

结语

随着新能源电动汽车在用量规模上的快速增长和在应用水平上的不断精进，如今的电动汽车不仅极大丰富了能够为人们的工作和生活，还带来了与以往燃油汽车截然不同的体验与优势。在此趋势下，用户的爱车已经从单纯的通勤代步交通工具，演变成在交直/直直充电、双向储能、电源/电池管理和营地供电等各个环节都表现卓越的一体化能量中心。

大联大及旗下世平、品佳、诠鼎、友尚四个主要集团基于创新的技术平台、丰富的设计资源和卓越的设计团队，构建了一个全面且创新的技术生态系统，该系统包括了大联大自研开发的解决方案、原厂解决方案和行业优质伙伴合作开发的先进方案，旨在满足新能源电动汽车系统客户在能量功率应用方面的多样化、特色化、定制化需求，并向他们提供技术领先、功能丰富的功率半导体产品与解决方案。这些卓越的解决方案在推动电动汽车的价值定位向“一体化能量中心”的转变过程中，发挥着至关重要的作用，确保电动汽车一旦投入使用，便能实现电力能量在车辆内部的高效、可靠且安全的持续流转，犹如一股股澎湃的动力源泉，促使汽车成为集出行、储能、智能互联于一体的未来移动生活新平台。