原標題：在輕度混合動力汽車中如何利用功率模塊和寬禁帶實現(xiàn)雙電池管理

在輕度混合動力汽車中，利用功率模塊和寬禁帶技術實現(xiàn)雙電池管理是一個復雜但高效的過程。以下是對這一過程的詳細解析：

一、雙電池管理系統(tǒng)概述

輕度混合動力汽車通常采用雙電壓架構，即48V和12V電池系統(tǒng)。48V電池主要用于為集成起動發(fā)電機（ISG）等高功率設備供電，而12V電池則負責為傳統(tǒng)車輛負載供電。為了實現(xiàn)這兩個系統(tǒng)之間的電源轉換和高效管理，需要使用雙向轉換器以及先進的功率模塊和寬禁帶技術。

二、功率模塊的應用

1. 功率模塊的選擇：

• 在雙電池管理系統(tǒng)中，電源斷路級和負載斷路級可使用分立式MOSFET或集成式MOSFET功率模塊。這些模塊的主要用途是通過使用背靠背開關配置，將每個交錯級的輸入和輸出分別與其他級以及48V（源）和12V（負載）電池隔離開來。

2. 小型汽車功率模塊（APM）：

• 采用符合AEC要求的小型封裝，具有低熱阻、低內部電阻和更高的EMI性能。這些特性使得APM在雙電池管理系統(tǒng)中具有顯著的優(yōu)勢。

三、寬禁帶技術的應用

1. 寬禁帶器件的優(yōu)勢：

• 寬禁帶（WBG）器件，如氮化鎵（GaN），可以顯著提高效率并縮小尺寸，同時降低系統(tǒng)總成本。

• 由于寬禁帶器件可以顯著降低開關損耗，因此使用寬禁帶的降壓轉換器可實現(xiàn)數(shù)倍于典型硅功率晶體管的轉換速度，從而最大限度地減少電磁干擾。

2. 寬禁帶器件在轉換器中的應用：

• 在雙電池管理系統(tǒng)中，寬禁帶器件被廣泛應用于雙向交錯式同步降壓/升壓轉換器中。這些轉換器通過精確控制電源開關和電感中的電流流動，實現(xiàn)48V和12V電池系統(tǒng)之間的高效電源轉換。

四、雙電池管理系統(tǒng)的具體實現(xiàn)

1. 雙向轉換器的多種工作模式：

• 車輛啟動期間：ISG由48V鋰離子電池供電。如果48V電池電量不足，轉換器將在升壓模式下工作，利用12V電池提供額外的啟動電流。

• 車輛正常行駛期間：轉換器在降壓模式下工作，使用48V電池為12V電池充電，并為12V負載供電。當需要額外電力時，轉換器將切換至升壓模式，為ICE提供補充電力。

2. 多級交錯式降壓-升壓轉換器的使用：

• 為了在寬功率范圍內保持高能效，多級交錯式降壓-升壓轉換器成為首選。這種轉換器通過并聯(lián)連接多個相同的轉換器相位，充當單個高功率轉換器。在重載情況下，所有相位都工作；在輕載期間，可使用電池斷路開關關閉一些負載，以降低損耗、提高效率。

3. 電流感應放大器的應用：

• 為了準確測量電流并調整主電感電流，系統(tǒng)使用基于分流電阻的電流感應放大器。這種放大器具有極低的誤差和高達80V的共模電壓抑制比，能夠耐受高達80V的瞬變電壓。

綜上所述，在輕度混合動力汽車中，利用功率模塊和寬禁帶技術實現(xiàn)雙電池管理是一個高效且復雜的過程。通過選擇合適的功率模塊、應用寬禁帶器件以及優(yōu)化雙向轉換器的設計，可以實現(xiàn)48V和12V電池系統(tǒng)之間的高效電源轉換和精確管理。