目前電動(dòng)汽車的充電方式分為兩種:一種是車外使用,地面式充電樁,另一種是車內(nèi)使用,即車載充電機(jī)OBC.
車載充電機(jī)實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車與電網(wǎng)之間能量轉(zhuǎn)換,也可以分為單向和雙向,單向直接向汽車電池充電,雙向則電池也可以反向?qū)⒛芰炕仞伒诫娋W(wǎng)。
目前車載充電機(jī)OBC發(fā)展迅速,KW級已經(jīng)實(shí)現(xiàn)多種量產(chǎn)‘
單向OBC:3.3KW,6.6KW,11KW,22KW;
雙向OBC:3.3KW,6.6KW,11KW;
在材料上,采用SIC/GaNmos得到了大量的應(yīng)用;
充電樁在大功率、高電壓、雙向、超級快充、寬范圍等特點(diǎn)上實(shí)現(xiàn)了快速的飛躍式發(fā)展。
而OEM整車廠也開始了大范圍的自我研發(fā),比如比亞迪等車廠。
OBC正向充電過程:
電網(wǎng)側(cè)將電能通過AC/DC進(jìn)行輸出,經(jīng)過DC/DC變壓后再送入到電池端;
OBC反向饋能過程:
動(dòng)力電池通過DC/DC反向?qū)⒍嘤嗟哪芰柯?lián)通DC/AC環(huán)節(jié),將能量釋放回電網(wǎng)內(nèi)部;
其中DC/DC的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)選擇對于能量的傳遞和消耗影響很大;
不同的拓?fù)浯罱▽τ谛视绊懸彩遣煌摹AB和LLC對比下,LLC能夠獲得更高的效率和更低的EMI。
典型的雙向OBC電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下所示:
采用高效率的雙電感設(shè)計(jì),降低EMI和反向恢復(fù)時(shí)間
而在元器件選擇上,應(yīng)選擇快速主開關(guān)和快速反并二極管來進(jìn)行切換,
采用常規(guī)IGBT并不能滿足高效率的部分要求,所以需要選擇能快速釋放的元件;
快速IGBT在前端可以快速響應(yīng),首推汽車級的器件,能夠滿足電路延時(shí)、信號降噪和控制算法等方面的需求,英飛凌的IKW4N65F5A,耐壓650v,損耗01mJ,這種元器件基本都可以滿足常規(guī)要求。
采用LLCDC/DC網(wǎng)絡(luò)增益計(jì)算:
對于網(wǎng)絡(luò)增益的參數(shù)計(jì)算后可以設(shè)計(jì)電路內(nèi)部電容的選取,保證內(nèi)部吸收回路;
為了電壓和頻率的可調(diào)性能,要合理選取合適的電容。
雙向LLC設(shè)計(jì)過程中,需要考慮的技術(shù)難點(diǎn)解決,比如諧振回路開通或者關(guān)斷過程中電流過大等,脈沖設(shè)計(jì)等;
需要考慮電路的工作效率,包括正向的和反向的,這就要求控制方面的精準(zhǔn)性,在正向和反向的時(shí)候能夠快速切換;
采用設(shè)計(jì)方案
為什么選擇SIC器件?
可以改善電路的性能,提升LLC電路的工作效率,增強(qiáng)可靠性,減少開通和關(guān)斷時(shí)間,增強(qiáng)電路抗擾性能;
在戶口使用時(shí),OBC已經(jīng)有所應(yīng)用,直接便攜式可以攜帶,如下所示
其中有采用的參考方案
審核編輯 :李倩
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原文標(biāo)題:車載OBC 的發(fā)展趨勢
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