电动汽车dc转换器拆解

dc-dc转换器(一):提高电压转换效率 tdk已开始向混合动力车及电动汽车提供“dc-dc转换器”。电动汽车充电电池的电压高达数百伏。dc-dc转换器将充电电池的电压降至14v,提 供给铅蓄电池。再把铅蓄电池作为电源驱动发动机的辅机类、雨刷及前照灯等器件。
世界首款量产混合动力车的投入使用已经12年。包括tdk在内,dc-dc转换器单位体积的功率密度逐年提高,估计今后也是这一趋势。
tdk的dc-dc转换器于1997年实际应用于混合动力车。本田将在现行的“思域混合动力车”和新款insight上采用(图1)。还被部分海外厂 商应用于混合动力车。
insight之所以采用tdk制造的dc-dc转换器, 是因为能够满足小型与轻量化的要求。本田对insight减小了包括dc-dc转换器和逆变 器在内的pcu(功率控制单元)尺寸及镍氢充电电池的尺寸。这些器件在思域混合动力车中曾配置在后座后面,而在insight中,却配置在行李舱下面,以 使行李舱的可用空间比以前增大。dc-dc转换器的小型化有利于扩大行李舱容量,降低成本。
insight上使用的最新款dc-dc转换器与思域混合动力车上配备的原产品相比,重量减轻45%,容积减小5%(图2)。重量低于1kg。转换效 率确保在90%以上。
省去交流发电机混合动力车及电动汽车导入dc-dc转换器之后,可省去交流发电机。交流发电机利用发动机的旋转 发电,发出的电为铅蓄电池充电。(如图)
电动汽车 的充 电电池容量很大。因此,以充电电池为电源, 能够利用dc-dc转换器为铅蓄电池充电。从而可以 省去原来的交流发电机。(如图)
insight就未配备交流发电机(如图)
使用充电电池和dc-dc转换器,可以不必考虑发动机的转速而为铅蓄电池充电。原来的汽油发动机车,当发动机转速低时,如果同时使用空调、立体声及车 灯等,有时“电池的电量会用尽”。即使发动机仍在运行,有些条件下也会出现电力不足现象。而如果像混合动力车和电动汽车这样使用充电电池和dc-dc转换器,便可不必考虑发动机的转速而使用电力。
dc-dc转换器(二):保留铅蓄电池 混合动力车和电动汽车按说也能省去铅蓄电池,但实际上还是保留了铅蓄电池(如图)。insight也保留了铅蓄电池。这样做有两大原因。一是保留铅蓄 电池更能够降低整个车辆的成本。二是确保电源的冗余度。
铅蓄电池能在短时间内向空调、雨刷及车灯等释放大电流。如果省去铅蓄电池而将充电电池的电力用于補机类、空调及雨刷等,dc-dc转换器的尺寸势必就 要增大,从而使整体成本增加。铅蓄电池便宜,因此目前将铅蓄电池置换成充电电池还没有成本上的优势。
二是铅蓄电池还有确保向補机类供电的冗余度的作用。dc-dc转换器出现故障停止供电时,如果没有铅蓄电池,補机类就会立即停止运行。夜间车灯不亮, 雨天雨刷停止运行等,就会影响驾驶。如果有铅蓄电池,便能够将汽车就近开到家里或者工厂。
今后dc-dc转换器功能改进的方向之一是双向化,现在使用的dc-dc转换器只是单向改变电压。现在也存在要求双向的需求。当充电电池的电力不足 时,便可将铅蓄电池的电力输入充电电池,以备紧急之需。双向化是今后将继续探讨的课题,这也是确保冗余度的方法。 tdk分代开发了dc-dc转换器基本电路(平台),如图
其中包括2001年开始量产的“gen3”(第3代)、2005年量产的“gen4” (第4代)、2008年量产的“gen4.5”(第4.5代)。现在正在开发的是“gen5”(第5代)。根据基本电路,制成符合各汽车公司要求的产品。
dc-dc转换器不同的代规定了变压器的种类及dc-dc转换器电路的基本构造。水冷/空冷、端子位置,主体形状等根据采用车型进行设计。基本构造以 严酷环境下的空冷为前提设计。
按产品来看,转换效率由第2代到第5代一直在提高(图8)。电流为10a时,转换效率分别为约84%(第2代)、约86%(第4代)、约89%(第 4.5代)。电流为70a时,转换效率由约86%(第2代)提高到约88%(第4.5代)。预计下一代第5代将超过90%。(未完待续,特约撰稿人:近藤 朋之,tdk电力系统业务集团ev电源部部长)
dc-dc转换器(三):dc-dc转换器的性能 dc-dc转换器的主要部件是变压器。变压器由一次侧(输入侧、充电电池侧)和二次侧(输出侧、铅蓄电池侧)两种线圈构成。线圈比与电压比成比例。
利用变压器改变电压时,变压器需通过交流电压。充电电池是直流电压,因此dc-dc转换器通过利用功率半导体on/off来自充电电池的直流电压,将 其转换成交流电压。然后,利用变压器转换交流电压,再利用功率半导体将交流电压转换成14v的直流电压。利用功率半导体转换交流和直流时,为抑制电压波形 的噪声(平滑化),还使用了电容器。
决定dc-dc转换器性能的主要因素是变压器。变压器的大小、形状及支持的开关频率随着更新换代而进化(如图)。开关频率由70khz提高到 110khz,变压器铁芯的重量由215g左右减轻至61g左右。变压器的线圈通过采用层叠平面线圈的类型,降低了高度。
通过提高开关频率,可减小变压器和整流电路的尺寸。因为频率提高,可使功率半导体单位时间的开关次数增加。不过,为防止接近收音机am广播的频率,过 去一直采用70khz频帯。最近由于抑制噪声的技术取得进步,采用了比原来高40khz的110khz频帯。
变压器的铁芯材料采用的是最新的铁氧体材料“pc95”。pc95的原料为fe(铁)、mn(锰)、zn(锌)。fe的混合比例等与原产品 (“pc44”、“pc45”等)不同。原产品在有些温度下,会出现铁损增大、效率降低现象。最新的铁芯可在很大的温度范围内减小铁损。铁损以磁滞损耗为 主,还包括涡流损耗。
与二次侧变压器相连的整流二极管采用了比上代热损耗低的产品。这样,整流二极管的封装面积比原来减小40%。
混合动力车用dc-dc转换器上使用的变压器铁芯材料采用了铁氧体(表)。因为变压器中流过100khz左右的高频电流,与其他材料相比,铁氧体的效 率最高。 家电中使用的变压器的工作频率为50/60khz左右,适于采用硅钢。非晶材料适合于频率高于100khz的领域。
电动车dc转换器修理 用维修电源调到最高30v接入红黑两线,万用表电压档接黄黑两线,果然没12v电压输出。肯定已坏。
将盒子上的八颗螺丝卸下,即可打开看见里面的电路板,再将侧边固定两个大功率管的螺丝卸下,就可以取出电路板了。
仔细观察电路板,首先发现有打火痕迹,是个100v100uf电容松掉,估计长期发热加上在车上颠簸导致虚焊并松脱,于是拆下来检测,还能用!随即补焊回去,同时也发现mos管与肖特基管管脚也有虚焊,也要拆下来检测后补焊。
再仔细观察其它地方没有虚焊了,同时观察板上的电阻没有焦黑。对于其它二极管用万用表二极管档测一下正反压降,都符合二极管基本特性。
用维修电源上电检测,发现还是没有输出。怀疑ic。用万用表测ic的7脚,只有1点几伏电压,没供电?
将供电一路的电阻测量,主要是那个20k1w电阻,没坏。怀疑两个并联在7脚的电容漏电,拆下来测一下,没有坏也没漏电。
于是判断可能是ic坏了,随后将ic拆下来,测7脚与5脚(ic的供电与地)。发现电阻得80几欧,无二极管特性。判断ic损坏!ic型号写着tl3845p。淘宝一搜,很少,且9毛钱。于是买了便宜的uc3845,只要5毛钱。
两天后,芯片寄到,装上前测一下好的ic 7与5脚是怎么样的,结果:不是80几欧的,且有二极管特性,随后将ic焊上,通电试机,有13v输出,维修成功!

怎么实现直流电流表接开关切换不断电
联发科发布第二代5G基带M80
晶体二极管的特性和测试方法及参数
捷杰传感赋能港口机械智能运维
鱼与熊掌:Bert应用模式比较与选择
电动汽车dc转换器拆解
盘点2021年最受欢迎Linux桌面操作系统前十名
新思科技与IBM合作将AI计算性能提升1000倍
在企业中成功实施物联网的好处是什么
XL5300 TOF测距模组,可用于接近感应,人员经过检测,避障与防撞
3a6000参数解析 看3a6000相当于i几?媲美第10代酷睿四核处理器
浅谈汽车线束端子电镀的好处
芯力特带选择性唤醒的CAN FD芯片——SIT1145AQ
WiFi卡顿时,自动收集用户相关数据提供解决相关问题的可操作建议,智能路由器?
高通CEO:愿意与苹果合作 特别是在5G上
JP6C-J9型专用变频器在高温高速喷射染色机上的应用
三菱plc端子排列方法
马来西亚区块链交易平台开发公司,上海币币撮合交易平台开发
为电动汽车选择数据记录仪时须关注的几个主要指标
打印机打印效果不佳怎么办