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新能源汽车DC/DC变换器及实物拆机图

发布时间:2023-04-18作者来源:澳门新葡萄新京威尼斯987浏览:3056

接着上篇PDU,今天介绍小三电里面的车载DC/DC变换器,下篇介绍OBC+DCDC+PDU的三电合一设计;

本文目录:

  • 车载DC/DC变换器概述

  • 车载DC/DC变换器主要指标

  • 车载DC/DC变换器拓扑

  • 北汽三合一主芯片清单

  • 广汽(富特)DC/DC变换器拆机照片


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车载DCDC变换器


我们还是老习惯,从产品/系统角度先看DC/DC变换器及在新能源汽车的作用


如下图,是欣锐科技的DC/DC变换器,欣锐科技和富特,是OBC和DC/DC的领头企业;



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图片来源:欣锐科技官网(DCDC+OBC)


燃油汽车中均配置有一个低电压发电机总成,其功能是给车载12V或24V低压电池充电,并为整车提供全部的低压供电;

新能源汽车中,发电机则替换成了DC/DC变换器,它从车载动力电池(400V/800V)取电,给车载12V或24V低压电池充电,并为整车提供全部的低压供电。



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产品特性:


  • 技术平台:G5/G6

  • 输入电压:30V~1500V

  • 输出电压:12V/24V/36V/48V

  • 功率范围:800W~6kW

  • 转换效率:96%+


2

车载DC/DC变换器指标


DC-DC的部件主要有以下的技术指标:(整理自芝能汽车)

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。



转换效率效率是个极重要的目标,决定了整个单元的散热方式,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。下图下半部分是不同单元的损耗情况;



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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;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,减少体积;


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


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





3

车载DC/DC变换器拓扑


之前介绍充电桩里面DCDC模块时候,对PFC及DCDC电源拓扑有深入介绍
传送门:大功率充电桩系列

车载DCDC,功率虽然小一点,但是原理是类似的,如下材料来自浙江大学电气工程学院王正仕,在21世纪电源网的专题演讲,针对不同拓扑及对应优劣势有做介绍


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TI基于C2000的参考设计<TIDM-PSFB-DCDC>,采用了上面移相全桥+同步整流的;ST基于ASIL-D级别MCU SPC58NN84E7的3KW DC/DC也是这个拓扑

图片来源 德州仪器官网


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图片来源 ST Automotive公众号


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北汽三合一(小三电)主芯片清单


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北汽小三电合一 主器件清单



5

广汽(富特)车载DC/DC拆机照片


摘自驱动视界公众号,是富特给广汽的DC/DC变换器


输入电压200VDC~480VDC,输出电压12~15VDC,输出电流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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