新能源汽车中不得不说的大功率DC-DC

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功率电子在新能源汽车的基本分布
 
聊这个主题,主要是想提一下功率电子在未来电气化里面的作用,大功率的DC-DC在汽车电气化系统里面起到了一个关键的作用,但也与逆变器这种和车辆安全有着直接关联的设备有着本质的区别,对于车辆的功能安全,在这里暂不展开,实际上表1中不同产品的附加值,与是否涉及核心的车辆安全有直接的关系,更会影响到整车企业是否想把部件做成in-house的部件。

表1 功率电子在新能源汽车的基本分布
DC-DC1
 
 
因此我们所涉及的DC-DC主要有三种类型。

1)高低压转换器(辅助功率模块)
此模块的主要作用是取代传统的12V发电机。如图1所示,强混以上的系统之中,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1KW~2.2KW,也是未来48V系统的一个核心元件,将对此器件进行展开。
 
DC-DC2
图1 高电压转换器的应用环境


DC-DC的三种类型

2)12V电压稳定器
12V电压稳定器,如图2所示,主要是用在部分Start-Stop系统(如果有可能,后续对Start-Stop将要做个分类,目前在欧洲SS系统已经应用非常广泛了。在启动过程中,如果采用某种架构用来防止电压波动对一些敏感器件产生影响。这里的敏感负载,主要包括用户可见的用电负载,如内饰灯和收音机等。电压稳压器的功率等级,随着敏感用电器的负荷而定,一般为200~400W;总体而言,此类器件功率等级较小,成本要求较为苛刻,欧洲的零部件厂家切入较早,这类器件的技术已经非常成熟。
DC-DC3
图2 12V电压

3)高压升压器
这种高压升压器,如图3所示是一种选择性的架构,主要是某些整车企业,为了提高动力系统的效率,选择用一个Boost的升压器来提高逆变器输入的总线电压。因此,这个部件集成在逆变器里面,作为动力总成的一部分。此类器件,由于在特定的部件条件下,通过系统设计优化出来的一个附带产物,并不是每个整车企业都需要选择,特别是随着锂电化带来的系统电压等级的升高,这个器件对于普通的零配件企业而言不是很好的机会。
 
DC-DC4
图3 高压升压器

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