導讀：在之前看整車EE架構變革過程：隨著Body Computer、座艙和自動駕駛核心計算平臺的導入，高速通信的問題可以由PCI-e或者以太網解決；但是如何在HEV、PHEV和BEV三種長期存在的動力架構下，滿足計算平臺的功率需求，滿足驅動車輛線控電動化的轉向、制動的電源安全和冗余，特別是在較高的功率下，降低整個配電網絡（PDN）的損耗。
在這個領域里面，做電源模塊的Vicor的想法還是很有意思的。
▲圖1.英飛凌所探討的機遇12V下的冗余配電架構
▲圖2.Vicor提出來48V Buffer和分布式電源供電
一、配電和Zonal Controller
在Zonal控制器下，這個通信單元其實也是作為配電樞紐，Zonal控制器配置了大量智能熔斷器，通過這個給所有的執行器和負載供電，通過半導體智能開關替代繼電器中和傳統熔斷保險絲，有效的實現了智能電源管理，集中管理整個車輛的保險絲。
▲圖3.智能配電單元
而供電的架構就比較有意思了，Zonal控制器的供電如果往48V電氣架構遷移，是簡化了整體的電源拓撲。目前的車輛存在多個電池：
●48V：一般是一個48V電池+一個12V電池
●HEV：一般是一個200-300V電池+一個12V電池
●PHEV：一般是350V電池+一個12V電池
●BEV：400V和800V能量電池和12V電池
也就是說，我們能看到導入的Zonal架構，要在上面這一堆產品序列里面做兼容，我要考慮如何才能配置更好。我的理解全球來看，48V是最低配置，如果使用Zonal架構，在系統中圍繞60V安全電壓一下提供48V電壓并將該電力分配給Zonal控制器。然后Zonal控制器配置電壓轉換模塊向12VLoad和48V Load。
▲圖4.Zonal的電源配電功能
▲圖5.給Zonal配置一個48V的輸入和模塊化電源
二、功率模塊和成本核算
在這個里面的做法，類似特斯拉在BMS控制器做的隔離反激電源模塊。
▲圖6.特斯拉的電源模塊
備注：如果Zonal用48V供電，可以不用做隔離。
▲圖7.電源模塊
特斯拉的電源拓撲是一個Flyback結構，變壓器有四路繞組（輸入占其一），三路隔離輸出中有一路輸出用作輔助反饋，另外兩路是給BMU的進行供電作用的。主要的器件包括整流二極管（ON-MBRS1100 BAT46W ）、NMOS（ST-STD2N95K5）、芯片（TI-UCC28730）和保險絲800mA和隔離變壓器XFMRS-1078124-00-B 。主要的電源輸出連接到了整個電池管理的供電12V處，即使外部的12V斷開了，這塊BMU也能持續工作。
我前段時間和不少朋友在聊，我們不管看DCDC的發展演變或者OBC的發展演變，隨著這樣的標準發展在走，一體化的功率電子發展到后期確實有瓶頸。
▲圖8.功率模塊
小結：
我的理解，下一代的汽車計算平臺和Zonal的電源模塊，設計選擇應該是挺大一塊的。在原有芯片化的方案中，如果把輸出摸清楚，封裝成功率模塊快速去導入市場，這個玩法還是可以做下去的，特別是車企目前在迭代這些控制器的時候，確實需要外部供應商做器件層面的優化設計。
來源：汽車電子設計 作者：朱玉龍
