Vicor Betterfrost BCM 電動車 HVAC 航太 冷鏈 除霜技術 供電網路

Vicor與Betterfrost攜手開發高效EV擋風玻璃除霜技術

2026-01-26
傳統除霜方法將內燃機(ICE)產生的大量廢熱導引至擋風玻璃為其除霜。這種方式效率不彰,且熱量在玻璃表面分布不均。隨著電動車日益普及,其依靠電池供電的座艙空調系統也沿用了這種原始的除霜技術。此外,由於電動車座艙為降噪而密封更嚴,車窗內部起霧問題也更加突出。因此,電動車需要重新思考除冰除霧方案,因為傳統的HVAC除霜方法不僅效率不彰,而且效果不佳——在嚴寒天氣下,行駛過程中擋風玻璃會迅速結冰,嚴重影響駕駛視線。

為解決除霜難題,Betterfrost Technology公司開發了突破性技術。該技術利用專有演算法和高密度電源轉換模組提供脈衝功率,使轎車和卡車的車窗可以在60秒內完成除霜,且能耗僅為現有HVAC除霜系統的二十分之一。

更重要的是,隨著乘用車和商用車向電動動力系統轉型,內燃機產生的“免費”餘熱將不復存在,電動車只能從主電池汲取能量來除霜除霧——這會消耗用於驅動車輛的寶貴電能。

Betterfrost Technology公司於2015年從達特茅斯學院“冰、氣候與環境實驗室”(ICE Lab)孵化成立,其技術基於一項突破性發現:要清除擋風玻璃上的冰層,無需將其完全融化;只需削弱冰與玻璃之間“介面層”的黏附力即可。

為此,Betterfrost向玻璃表面發送短促且可控的脈衝功率,在冰層下方形成一層極薄的準液態層,從而使冰層瞬間從擋風玻璃脫離,而無需加熱整個玻璃表面。

許多擋風玻璃和天窗玻璃都採用銀或氧化銦錫等低輻射率(low-E)導電塗層,這些塗層正好作為運行Betterfrost專有功率控制演算法的電氣通路。相較於傳統HVAC系統約25分鐘的除霜時間,該演算法可在不到一分鐘內去除覆蓋在擋風玻璃上的冰層,並且其能耗比內燃機車輛的能耗低約95%。該技術能將熱量均勻地分布在玻璃表面,減少可能導致玻璃破裂的應力。在 -20°C的環境下,它還能將車內供暖需求降低27%,直接延長電動車的續航里程。

此外,該技術省去了嘈雜的鼓風機馬達與笨重的通風管道,既提升了乘客舒適度,更為汽車工程師釋放了寶貴的空間,可用於其他用途。

Betterfrost技術也適用於其他產業。它可以取代飛機機翼除霜使用的昂貴乙二醇噴霧,消除風力渦輪機葉片上危險的積冰,並透過實現更節能的除霜來降低冷藏庫的製冷成本。

Betterfrost解決方案的一個關鍵部分是以48V為核心的供電網路。為此,他們採用高功率密度的車規級800V/400V轉48V固定比率Vicor BCM匯流排轉換器,為玻璃表面提供安全、高效的高速脈衝。

Vicor BCM6135提供業界領先的功率密度,達3.4 kW/in3。它的功能相當於DC-DC變壓器,其中施加於高壓輸入端的電壓會根據模組的轉換比率(K因子)轉換至低壓側。例如,當K為1/16、輸入電壓為800V時,輸出電壓為50V。

Vicor BCM模組在緊湊的外形尺寸下符合嚴格的爬電距離和電氣間隙標準,其尺寸比傳統DC-DC轉換器小90%。

Betterfrost執行長兼汽車產業資深人士Derrick Redding表示:“Vicor能輕鬆實現48V供電,且沒有過大的尺寸或重量限制。在同等效率和功率密度下,其他廠商無法企及。”

Betterfrost正積極與汽車製造商、一階供應商和車隊營運商接洽,並與商用卡車和高階電動車領域的先行採用者開展合作。未來三到五年內,該公司預計將在電動車和混合動力汽車平台上擴展汽車應用部署。從一項實驗室的洞察,發展為汽車產業的顛覆者,Betterfrost正攜手Vicor等合作夥伴,共同構建其生態系統,旨在重新定義車輛如何因應冬季最常見、最危險的一大難題。

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