傳統(tǒng)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。這種方式效率低下，且熱量在玻璃表面分布不均。隨著電動汽車日益普及，其依靠電池供電的座艙空調系統(tǒng)也沿用了這種原始的除霜技術。此外，由于電動汽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，電動汽車需要重新思考除冰除霧方案，因為傳統(tǒng)的 HVAC 除霜方法不僅效率低下，而且效果不佳——在嚴寒天氣下，擋風玻璃在行駛過程中會迅速結冰，嚴重影響視線。

為解決除霜難題，Betterfrost Technology 公司開發(fā)了突破性技術。該技術利用專有算法和高密度電源轉換模塊提供脈沖功率，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(xiàn)有 HVAC 除霜系統(tǒng)的二十分之一。

圖 1：Betterfrost Technology 的突破性技術利用脈沖功率和高密度電源模塊，可在 60 秒內融化汽車擋風玻璃上的冰層，而且能耗僅為原來的二十分之一。

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

Betterfrost 技術顛覆了傳統(tǒng)除霜方式

Betterfrost Technology 公司于 2015 年從達特茅斯學院“冰、氣候與環(huán)境實驗室”(ICE Lab)孵化成立，其技術基于一項突破性發(fā)現(xiàn)：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“界面層”的粘附力即可。

為此，Betterfrost 向玻璃表面發(fā)送短促且可控的脈沖功率，在冰層下方形成一層極薄的準液態(tài)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。

專有功率算法實現(xiàn)性能突破

許多擋風玻璃和天窗玻璃都采用銀或氧化銦錫等低輻射率(low-E)導電涂層，這些涂層正好作為運行 Betterfrost 專有功率控制算法的電氣通路。與傳統(tǒng) HVAC 系統(tǒng)約 25 分鐘的除霜時間相比，該算法可在不到一分鐘內去除覆蓋在擋風玻璃上的冰層，并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(huán)境下，它還能將車內供暖需求降低 27%，直接延長電動汽車的續(xù)航里程。

此外，該技術省去了嘈雜的鼓風機電機和笨重的通風管道，既提升了乘客舒適度，還為汽車工程師釋放了寶貴的空間，可用于其他用途。

Betterfrost 技術也適用于其他行業(yè)。它可以取代飛機機翼除霜使用的昂貴的乙二醇噴霧，消除風力渦輪機葉片上危險的積冰，并通過實現(xiàn)更節(jié)能的除霜來降低冷藏庫的制冷成本。

緊湊型高密度轉換器模塊為玻璃提供精確的 48V 電源

Betterfrost 解決方案的一個關鍵部分是以 48V 為核心的供電網絡。為此，他們采用高功率密度的車規(guī)級 800V/400V 轉 48V 固定比率 Vicor BCM® 母線轉換器，為玻璃表面提供安全、高效的高速脈沖。

圖 2： Vicor BCM 的功能相當于一個 DC-DC 變壓器。這種固定比率轉換器能以每秒 80 安培的速度響應功率變化。Betterfrost 利用脈沖能量，在不到一分鐘(其紀錄為 42 秒)的時間內融化極薄的界面冰層，而傳統(tǒng) HVAC 系統(tǒng)則需要 25 分鐘。該技術采用專有算法，可均勻地融化冰層，而且能耗僅為傳統(tǒng)方法的二十分之一。

Vicor BCM6135 提供業(yè)界領先的功率密度，達 3.4 kW/in3。它的功能相當于 DC-DC 變壓器，其中施加于高壓輸入端的電壓會根據(jù)模塊的轉換比率(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 模塊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(tǒng) DC-DC 轉換器小90%。

Betterfrost 首席執(zhí)行官兼汽車行業(yè)資深人士 Derrick Redding 表示：“Vicor能輕松實現(xiàn) 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?！?

未來發(fā)展前景廣闊

Betterfrost 正積極與汽車制造商、一級供應商和車隊運營商接洽，并與商用卡車和高端電動汽車領域的先行采用者開展合作。未來三到五年內，該公司預計將在電動汽車和混合動力汽車平臺上擴展汽車應用部署。從一項實驗室的洞察，發(fā)展為汽車行業(yè)的顛覆者，Betterfrost 正攜手 Vicor 等合作伙伴，共同構建其生態(tài)系統(tǒng)，旨在重新定義車輛如何應對冬季最常見、最危險的一大難題。