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技術交流

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新能源汽車DC/DC變換器及實物拆機圖

發(fā)布時間:2023-04-18作者來源:薩科微瀏覽:3065

接著上篇PDU,今天介紹小三電里面的車載DC/DC變換器,下篇介紹OBC+DCDC+PDU的三電合一設計;

本文目錄:

  • 車載DC/DC變換器概述

  • 車載DC/DC變換器主要指標

  • 車載DC/DC變換器拓撲

  • 北汽三合一主芯片清單

  • 廣汽(富特)DC/DC變換器拆機照片


1

車載DCDC變換器


我們還是老習慣,從產(chǎn)品/系統(tǒng)角度先看DC/DC變換器及在新能源汽車的作用


如下圖,是欣銳科技的DC/DC變換器,欣銳科技和富特,是OBC和DC/DC的領頭企業(yè);



圖片

圖片來源:欣銳科技官網(wǎng)(DCDC+OBC)


燃油汽車中均配置有一個低電壓發(fā)電機總成,其功能是給車載12V或24V低壓電池充電,并為整車提供全部的低壓供電;

新能源汽車中,發(fā)電機則替換成了DC/DC變換器,它從車載動力電池(400V/800V)取電,給車載12V或24V低壓電池充電,并為整車提供全部的低壓供電。



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產(chǎn)品特性:


  • 技術平臺:G5/G6

  • 輸入電壓:30V~1500V

  • 輸出電壓:12V/24V/36V/48V

  • 功率范圍:800W~6kW

  • 轉(zhuǎn)換效率:96%+


2

車載DC/DC變換器指標


DC-DC的部件主要有以下的技術指標:(整理自芝能汽車)

功率等級:不同等級的車輛,往往在配置上存在非常大的差異,導致14V系統(tǒng)的動態(tài)功率需求變化。按照模塊化開發(fā)的理念,選擇不同的功率等級,來匹配不同等級的車輛,經(jīng)過電氣平衡之后,現(xiàn)在一般都是以較大功率的去覆蓋不同平臺。



轉(zhuǎn)換效率效率是個極重要的目標,決定了整個單元的散熱方式,也決定了整個部件的壽命,評價效率的時候,往往采用與輸出電流對應的效率曲線來表征。下圖下半部分是不同單元的損耗情況;



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容積&重量&功率密度:部件一體化的設計,目前對于部件的體積和重量都有著苛刻的要求,都裝在大的系統(tǒng)內(nèi),設計要求比較高;目前主流是DC/DC和OBC,或者DC/DC和OBC,PDU做集成,提升功率密度,減少體積;


散熱方式:同大部分功率電子部件一樣,在2KW左右的等級上,有主動風冷和液冷兩種方式


成本:部件的成本要求非常嚴格的,所以后面全橋這樣的拓撲結(jié)構(gòu)所需要的MOSFET較多,也會被人放棄掉





3

車載DC/DC變換器拓撲


之前介紹充電樁里面DCDC模塊時候,對PFC及DCDC電源拓撲有深入介紹
傳送門:大功率充電樁系列

車載DCDC,功率雖然小一點,但是原理是類似的,如下材料來自浙江大學電氣工程學院王正仕,在21世紀電源網(wǎng)的專題演講,針對不同拓撲及對應優(yōu)劣勢有做介紹


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TI基于C2000的參考設計<TIDM-PSFB-DCDC>,采用了上面移相全橋+同步整流的;ST基于ASIL-D級別MCU SPC58NN84E7的3KW DC/DC也是這個拓撲

圖片來源 德州儀器官網(wǎng)


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圖片來源 ST Automotive公眾號


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4

北汽三合一(小三電)主芯片清單


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北汽小三電合一 主器件清單



5

廣汽(富特)車載DC/DC拆機照片


摘自驅(qū)動視界公眾號,是富特給廣汽的DC/DC變換器


輸入電壓200VDC~480VDC,輸出電壓12~15VDC,輸出電流0~220A,采用水冷的方式,主控芯片采用的TI公司的C2000 TMS320F280049;


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