电动汽车（电动汽车）也许是近年来科技公司和消费者必须面对的最重大挑战之一。虽然越来越需要找到可以彻底改变我们前进方式的环保系统，但也需要确保新的绿色技术在价格和性能方面尽可能高效。

车辆OEM必须满足日益严格的CO 2排放标准，同时提高车辆性能以保持竞争力。纯电动汽车（EV），混合电动汽车（HEV）和内燃机汽车（ICE）的电气化解决了这一重大挑战。增加诸如48V，400V和800V之类的高压电池以满足不断增长的功率需求，反过来又增加了功率传输架构的复杂性，并且在尺寸和效率方面提出了新的要求。

“来电了，来电了，起来干活了”，一大早，我还在睡梦中就被吵醒了。

　　我是CPU一号车间的阿Q，好久不见，不知道大家有没有想我呢？

轻度混合动力电动汽车（MHEV）系统是电气化的门户。也被认为是轻型混合动力，它们将为混合动力模型的指数增长做出贡献。MHEV系统能够在制动过程中回收车辆能量，并在车辆重新启动过程中提供能量，从而减少了汽油消耗和二氧化碳排放量。

　　“今天不是星期六吗？怎么还要工作”，我有些不开心，本以为能睡一个懒觉，谁知道大周末的程序员还开机，这是来加班了吗。

　　一边抱怨，一边还得赶紧起来干活。

　　来到我所在的工作车间，提取指令的小A、分析指令的小胖和负责结果回写的老K都已经到了，就差执行指令的我了。

HEV模型的第二种电气化方法包括与ICE一起工作的电动机，使车辆在电动模式下可以100％行驶几公里。另一个流行的替代方法是插电式混合动力汽车（PHEV），其中电池可以由电网充电，零排放时的续航里程增加到约50公里。在这种情况下，电气化程度明显高于MHEV和混合动力技术（购置成本也更高），市场上有数十种PHEV车型。

　　我们几个各就各位，做起了准备工作。

　　“小A，报告一下各个寄存器的值”，我嘱咐小A，这是我们每天开始工作前必做的检查项。

　　每次一通电，咱们的电路就会启动自检工作，把所有的寄存器全部重置，如果哪里有异常的话，就会把错误记录到EAX寄存器中，如果发现EAX的值不是0，那可就大事不好了。

　　“报告，寄存器已确认：”

电动汽车（BEV）缺少ICE，而是由逆变器和电动机的组合提供动力。BEV可通过电网和制动再生过程中充电。在电动汽车中，我们还发现带有小型内燃发动机的增程电动汽车（EREV）专门用作电流发生器，以在电量不足时为电池充电。最后一个类别是由氢燃料电池驱动的燃料电池电动汽车（FCEV）。

　　看起来没什么问题，尤其是CS和IP这两个寄存器，决定着一会儿该从哪里开始执行代码呢。

该解决方案不仅可以用于固态电池或氢燃料电池等新能源存储技术，还可以通过减轻重量和采用新的电气架构来提高汽车效率。

　　我们是一个64位的CPU，平时都是工作在保护模式下，使用虚拟地址来访问内存，由厂里的内存管理单元MMU负责给转换成真实的物理地址。

　　不过在刚刚开机的这会儿功夫，虚拟地址翻译所需要的页目录、页表这些信息都还没准备好，MMU还没法工作，这时候我们只能使用16位的寄存器，工作在实地址模式下，使用段+基址的方式来跟内存打交道，最多只能使用1MB的内存空间，实在是有点局促。

当今的电气化挑战

“如今，电气化面临的挑战包括：降低成本，实现积极的CO 2排放目标，管理电源要求的变化，为旧的12V负载供电，交付更轻，性能更高的车辆，增加功率水平，更快的充电时间以及管理更高的电压800V和400V电池系统，” Vicor Corporation汽车业务发展全球副总裁Patrick Wadden说。

汽车，卡车，公共汽车和摩托车的制造商正在迅速使他们的车辆电气化，以提高内燃机的燃油效率并减少CO 2排放量。电气化选择很多，但是大多数制造商都选择48伏轻度混合动力系统，而不是全混合动力总成。在轻度混合动力系统中，除了传统的12V电池外，还增加了48V电池。

“车辆中装有800伏或400伏电池。Vicor从电池中获取800或400伏特的电压，并将功率转换为48伏特，以为诸如电动涡轮增压器，前挡风玻璃和冷却泵之类的负载供电。由800或400伏电池供电的系统可以选择完全省去48V电池并创建虚拟48V电池。消除了48V电池，为OEM提供了更高的功率密度，减轻了重量和尺寸，所有这些都使车辆的行驶范围得以扩展。这些解决方案具有可扩展性，因此可以满足豪华车的入门级需求。” Wadden说。

48V技术可有效分配电源

48V技术将电源能力提高了4倍（P = V•I），可用于较重的负载，例如空调和启动时的催化转化器。为了提高车辆性能，该48V系统可以为混合动力发动机提供动力，该混合动力发动机可实现更快，更平稳的加速，同时节省燃油。

　　开始执行

　　“大家都准备好了吗，打起精神来，要准备开始今天的工作了哦！”

　　“Q哥，这刚刚通电，内存条那家伙应该还是一片空白吧，咱们要去执行哪里的指令啊？”，小A问到。

　　“这你不用担心，在主板上，咱们CPU隔壁不远处有个叫BIOS的伙计，是一个ROM芯片，咱们已经跟他约定好了，一通电他就映射到地址空间中，你尽管按照CS:IP（0xF000:0xFFF0）指向的地方开始取指令就对了，他会安排好的”

Wadden说：“克服对修改长期成本优化的12伏输电网络（PDN）的犹豫可能是最大的挑战。” 他继续说：“对于汽车行业而言，48V轻度混合动力系统提供了一种方法，可以快速引入排放量更低，续航里程更长，油耗更高的新车，并且具有实用性。它还提供了令人兴奋的新设计选项，以实现更高的性能和功能，同时仍减少CO 2排放。

所使用的绝大多数集中式DC-DC转换器体积大而笨重，因为它们使用了旧的PWM低频开关拓扑。要考虑的最新架构是使用电源模块的分散式电源传输。

“使用分散模型的好处甚至可以在车辆周围较轻的电缆布线的系统级实现。在使阻抗和电阻最小化方面，将转换器放置在距离负载最近的位置有一些好处。可以简化冷却方法，在某些情况下可以消除冷却板或液体冷却。Wadden说：“通过更多选择来实现功能安全的选择以及灵活性都将发挥作用。”

　　“原来是这样”，小A点了点头，似懂非懂的样子。

　　正式开始干活了，小A熟练的从F000:FFF0处，也就是0xFFFF0处取到了第一条指令：jmp xxxx

　　好家伙，上来就是一个大跳转，我们一下来到了BIOS那家伙地盘的中央，开始执行他准备的程序了。

　　接下来执行的这一堆指令我已经做过无数次了，对主板上各单位进行检测，看看有没有异常情况，还有初始化我们工作需要的中断向量表等等，我早已经轻车熟路了。

　　“哥几个忙着呐”，我们正忙的热火朝天，发现有人在门口围观，回头看去，原来是隔壁二号车间、五号车间、八号车间的几个家伙。

这种电源传输架构使用较小的低功耗48V至12V转换器。分散式电源架构在电源系统中提供了显着的热管理优势。

“让我们看一下集中式系统与分散式系统的高级示意图。在左侧，我们有一个传统的3kW银盒，传统上带有400V输入到12V输出，可为汽车中的12V负载供电。右边是一个如何在汽车周围使用48V的示例：转换器被放置在负载点的右边，分散模型消除了大银盒，并根据需要在车辆周围分配了电源。这也允许实施带有备用耗材的ASIL FUSA。随着功率需求的增加，管理变得越来越困难，并且不能继续添加这些较旧的传统银盒，” Wadden说。

　　“你们几个这么闲，要不来帮我们干会儿活？”

　　“哎，你想得美，你们一号核是引导处理器（BSP），待遇比我们好，这开机启动的活儿我们怎么能抢呢？”，二号车间的虎子阴阳怪气的说到。

　　真是羡慕他们，比我们1号车间上班时间晚，每次都可以多睡会儿。

新的48V PDN必须支持具有更高功率要求的传统12V负载，以及使用电缆的新大功率驱动，转向和制动系统。与更大，更笨重的分立解决方案相比，要在越来越多的负载下提供更多的48V电源，就需要高密度的模块。Vicor提供了多个用于从48V供电的模块。这些器件包括固定比率和稳压转换解决方案，它们在降压或升压模式下均支持48V和12V负载。这些转换器可以包含在单个外壳中，也可以使用更小，更轻的48V PDN分布在整个车辆中。

当OEM需要在车辆附近最靠近负载的地方放置电压转换级，或者将48V降压至12V或将12V升高至48V时，Vicor NBM可用于分散式架构。

　　我继续执行BIOS中的代码，一切检查完毕，没什么异常，要准备启动操作系统大佬了。

　　接下来，我检查了BIOS中配置的启动顺序，排在第一位的是硬盘兄弟。

　　于是我把硬盘老哥第0盘第0道第1扇区的内容读取到了内存中的0x7C00位置，他们把这玩意叫做主引导记录MBR，一共512个字节。

　　听硬盘那哥们说，这是操作系统老大在安装的时候，写到他那里的。

　　他还告诉我，这个位置很重要，曾经就有病毒占据了这个位置，最后没办法只好重装系统。

　　读取到了MBR后，还得检查最后两个字节必须是0x55和0xAA，看起来没什么问题，是一个合法的MBR，我们又跳到了0x7C00的位置开始执行。

通过使用400V和800V充电站，车辆与任何充电站的兼容性都需要尽可能简单但最有效的转换解决方案。NBM6123采用61 x 23mm CM-ChiP封装提供6.4kW固定比率的400V和800V转换，从而实现了可扩展的，高效率，高密度的解决方案，以实现路边充电站与不同车辆之间的兼容性。Vicor解决方案的双向功能允许同一模块用于升压或降压转换。NBM6123还可以用于在充电过程中将能量输送到车辆以进行空调，从而最大程度地减少了电池平衡电路。

　　操作系统

　　终于来到操作系统的地盘儿了，在操作系统的指示下，我们切换了工作模式，开始在保护模式下工作了！

　　刚刚切换到保护模式下，MMU仍然没法做地址翻译工作，我们还是只有直接使用物理地址跟内存联系，所以得赶紧把页目录和页表准备妥当才行。

　　忙活了一阵子之后，总算把需要的东西都弄好了，我激动的打开了内存分页的开关，通知MMU部门开始工作，现在我们可以使用虚拟地址访问内存了，这感觉棒多了！

　　这时，一旁围观的二号车间、五号车间、八号车间那几个家伙见状赶紧遛了回去，因为他们知道，马上就该他们工作了。

　　我们继续执行操作系统的代码，给咱们CPU其他所有核都准备好了数据和指令，创建了多个线程出来，把他们也叫起来一起工作，咱们这个八核CPU终于全面开动起来，一下子热闹了不少。

如今，汽车电气化已采取多种形式，而为它们提供动力非常复杂。车辆具有许多不同的系统，每个系统可能具有不同的功率要求。模块化电源方法本质上具有更大的灵活性和可扩展性，能够应对众多挑战。Vicor的高性能解决方案体积小，重量轻，旨在解决任何系统的电源转换，充电和传输问题。 

　　再后来，不知执行了多少指令，创建了多少线程，才把操作系统老大完整的运行了起来，成功完成了这一次的启动。

　　这就是通电后，我们CPU开始工作的日常，我已经记不清这是第多少次启动了，也不知道，我们还能启动多少次···