yulzhu

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聊聊车载DC-DC

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在群里,Jason聊到了车载DC-DC,这里大概聊聊整个过程,抛砖引玉吧。车载DCDC的主要作用是取代传统的12V发电机,广泛运用在HEV、PHEV和EV的系统中,发动机输出的动力直接驱动高压继电器对高压电池系统进行补电,传统的12V用电负荷,则完全依靠这个DC/DC变压器供给,因此传统的用电负荷补给也就落实到了这里。此类器件,几乎所有的新能源汽车都会应用,功率范围从1.5KW~2.5KW。

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    谈这个之前,需要重点聊聊,现在这个器件慢慢已经很少单独存在,都给集成到PCU里面和Inverter放在一起了。

1)DCDC和逆变器

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2)DCDC与充电机

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DCDC的拓扑有很多,基本的概览如图所示

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  DC-DC的部件主要有以下的技术指标,

1. 功率等级:不同等级的车辆,往往在配置上存在非常大的差异,导致14V系统的动态功率需求变化。按照模块化开发的理念,选择不同的功率等级,来匹配不同等级的车辆,经过电气平衡之后,现在一般都是以较大功率的去覆盖不同平台。

2. 效率:效率是个极端重视的目标,决定了整个部件的散热方式,也决定了整个部件的寿命。评价效率的时候,往往采用与输出电流对应的效率曲线来表征。

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3. 容积&重量&功率密度:部件一体化的设计,目前对于部件的体积和重量都有着苛刻的要求,都装在大的系统内,设计要求比较高。

4. 散热方式:同大部分功率电子部件一样,在2KW左右的等级上,有主动风冷和液冷两种方式

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5. 成本:部件的成本要求非常严格的,所以后面全桥这样的拓扑结构所需要的MOSFET较多,也会被人放弃掉

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其设计难点为:

1. EMC设计:需要设计输入滤波器以及输出滤波器

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2. 保护功能设计:设计各种保护功能,以匹配整个输入电压曲线,以及12V保护系统要求

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 随着SiC器件的导入,很多的设计是有变化的,是从器件层面影响到设计的方方面面。

  • 母线的电压进一步提高,SiC的空间就更大

  • 母线电压的增加使得高压电流更小些

  • 后级整流这块的压力一直不小,功率的提升还是持续性的

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小结:

1)下次请Jason来细致讲讲,长期来看,这块是从器件的竞争,模块的设计由于OEM集成化的要求,怎么保持持久的竞争力,个人以为功率电子这块,是需要车载和非车载两大块保持数量的持续优势

2)以后会不会多个电压(高压、48V、12V)怎么搭配是一个有趣的事情,特别是底盘大功率的用电需求