Betterfrost 创新型供电网络实现创纪录的玻璃除霜速度
传统除霜技术依赖内燃机所产生的废热,将热量引导至挡风玻璃进行除霜。然而,这种方案不仅效率低下,还存在热量分布不均的问题。随着电动汽车的快速普及,其座舱空调系统也沿用了类似的除霜方式,但由于电动车座舱更为密封以减少噪音,车窗起雾现象愈发严重。传统HVAC除霜方案在严寒条件下无法有效应对挡风玻璃快速结冰的问题,限制了驾驶安全性。
Betterfrost Technology 针对这一痛点,开发了一项创新技术。该方案通过专有算法和高密度电源模块提供脉冲能量,可在60秒内完成汽车玻璃的除霜过程,且耗电量仅为现有HVAC除霜系统所需能量的五十分之一。
图1:Betterfrost Technology 的创新技术通过高密度电源模块与脉冲功率,实现60秒内除霜,能耗仅为传统方式的五十分之一。
随着电动车市场的扩张,内燃机产生的“免费”余热将不再可用,汽车必须从主电池汲取能量进行除霜除雾,这无疑对续航提出了更高的要求。
Betterfrost 技术重塑除霜标准
Betterfrost Technology 于2015年由达特茅斯学院“冰、气候与环境实验室”孵化成立。其技术基于关键发现:清除挡风玻璃上的冰层,并不需要完全融化冰体,只需削弱冰与玻璃之间的粘附力。
为此,Betterfrost 采用短促可控的脉冲功率,使冰层下方形成薄薄的准液态层,从而促使冰层从玻璃表面迅速剥离,无需对整个玻璃加热。
专有算法推动性能跃升
许多现代挡风玻璃和天窗玻璃采用银或氧化铟锡等低辐射导电涂层,这些涂层正好为Betterfrost的功率控制算法提供了理想的电力通道。相比传统HVAC系统所需的约25分钟除霜时间,该技术可在不到一分钟内完成,且能耗比内燃机车辆降低约95%。此外,系统还可均匀分布热量,避免玻璃因局部受热而产生破裂应力。在-20°C条件下,该技术还能使车内供暖需求减少27%,从而延长电动车续航。
该方案还省去了传统的鼓风机电机与通风管道,不仅提升了驾乘舒适性,也释放了车内空间,为汽车设计提供更多灵活性。
更广泛来看,Betterfrost 技术也可应用于航空、风电和冷链行业。例如,它可用于替代飞机机翼除霜的乙二醇喷雾,清除风力机叶片上的积冰,或通过更高效的除霜方式降低冷库能耗。
紧凑型高密度转换器模块赋能精准供电
Betterfrost 解决方案的核心是基于48V架构的供电网络。系统采用 Vicor BCM® 母线转换器,将800V/400V 高压转换为48V低压输出,从而为玻璃表面提供高效、安全的高速脉冲。
图2展示了 Vicor BCM 的运行原理,其功能类似于DC-DC变压器。该固定比率转换器可在每秒80安的电流下迅速响应功率变化。Betterfrost 利用这一特性,在不到一分钟(最快纪录为42秒)内融化玻璃表面的界面冰层,而传统HVAC系统则需要25分钟。该技术采用专有算法实现均匀除霜,并将能耗控制在传统方案的五十分之一以内。
Vicor BCM6135 模块提供行业领先的功率密度,达3.4 kW/in³。其工作原理是通过高压端施加电压,按固定比率(K因子)传递至低压侧。例如,当K为1/16、输入电压为800V时,输出电压为50V。
该模块在紧凑的体积下满足严格的电气间隙和爬电距离要求,其尺寸仅为传统DC-DC转换器的十分之一。
Betterfrost 首席执行官 Derrick Redding 表示:“Vicor 能够实现高效、轻量的48V供电,这是其他厂商难以达到的水平。”
行业前景广阔
Betterfrost 正在与汽车制造商、一级供应商以及运输企业展开合作,尤其在高端电动汽车和商用卡车领域推进技术落地。未来三到五年内,公司计划将应用扩展至更多电动及混动平台。
从实验室的发现到行业的颠覆者,Betterfrost 正在与 Vicor 等合作伙伴构建完整的生态系统,致力于重新定义车辆在冬季面对除霜挑战时的解决方案。
Vicor 与 BCM® 是 Vicor 公司的注册商标。
关于 Vicor
Vicor 公司(纳斯达克代码:VICR)是一家专注于研发高功率密度 DC-DC 转换器模块的制造商。其产品以48V架构为核心,具备卓越的功率密度和电流密度,为数据中心、自动化、机器人、移动出行、测试设备以及航空航天和国防等关键领域提供高效能电源解决方案。Vicor 通过垂直整合的芯片制造工厂和原始设备制造商授权模式,保障供应链的稳健性与创新性。