车载DC/DC变换器的技术指标和拓扑结构

今天介绍小三电里面的车载dc/dc变换器
1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;
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;
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
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
ti基于c2000的参考设计,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
图片来源 st automotive公众号
4北汽三合一(小三电)主芯片清单
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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