電機控製器(Inverter)
電機控製器是新能源車最重要的電力電子零部(bù)件,DC側與動力電池(chí)相連,AC側與電(diàn)機相連。主要功能是將電(diàn)池(chí)儲存的化學(xué)能轉換成電機的動能,從而驅動整車運行。
電機控製器的最大功率一(yī)般有(yǒu)小幾百kW,相(xiàng)對其他零部件功率非常大,因此對可靠性要求非常高。從電力電子的角度(dù),設(shè)計的難點(diǎn)在(zài)於大功率(lǜ)IGBT模塊和電機控製算法(fǎ)。
2. 高壓轉低(dī)壓DCDC
高壓轉低壓DCDC的高壓DC側也與動力電池相連,低壓DC側與12V電池和負載相連。主要功(gōng)能是通過動力電(diàn)池為(wéi)12V電池和所有12V負載(zǎi)供電(diàn),保證整車的(de)正常運行。
目前高壓轉低壓DCDC的峰(fēng)值功率一般不超過3.5kW,但隨著後(hòu)續自(zì)動駕駛零件等12V用電設備的持續增加,所需要的功率會越來越大,對高壓轉低壓DCDC的設計也會是很大的考驗。設計的主要難點(diǎn)在於:動力電池和12V低壓電池的電壓變(biàn)化範圍都很大,12V電池側的電流也非常大,並且絕大部分時間(jiān)DCDC都工作在(zài)半載以下,因此比較限(xiàn)製拓(tuò)撲的選擇和輕載的(de)效率。
3. 48V DCDC
48V DCDC隻用於輕混,48V DC側與48V電池相連,12V DC側(cè)與12V 電池(chí)相連(lián)。用途與高壓轉低壓DCDC類似。
48V DCDC和高壓(yā)轉低壓DCDC的主要區別在於沒有變壓(yā)器隔離,原因是48V在人體安全電(diàn)壓範圍內。這(zhè)一需求變化就直接導致了整個拓撲結構的變化。
隨著輕混逐漸(jiàn)過渡到PEV和BEV,48V DCDC也會逐漸消失。
4. 車載充電機(OBC)
車載充電機的AC側與AC電網/AC負載相連,DC側與動力電池相(xiàng)連。主要功能是從AC電網(wǎng)給動力(lì)電池充電/從動力電池給AC負載供電。
目前絕大多數車載充電機的功率不大於11kW。更大功率的車載充電機在電網規格適應性、散熱條件等方麵不一定占優。
由於(yú)在整(zhěng)車行(háng)駛的過程中,車載充電機是不工(gōng)作(zuò)的,因此車載充電機的功能安(ān)全需求是電力電子零部件中最低的。但是由(yóu)於結構(gòu)相對其(qí)他電力電子零部件更為複雜,電力電子方麵的優(yōu)化空間又是最大(dà)的。可以(yǐ)說是一個“不太汽車”的零部件。
5. 集成
零部件集成(chéng)是目前的大趨勢。目前比較流行的有三合一電橋(電機控製(zhì)器+電機+變速箱)、CharCon(高壓轉低壓DCDC+車載充電機)。過去(qù)還出現過INVCHAR(電機控製器+車載(zǎi)充電機)、INVCON(電機控製器+高壓轉(zhuǎn)低壓(yā)DCDC)等(děng)產品。
集成方式(shì)可以是機械集成,即將兩塊單獨的電力電(diàn)子PCB放在一個機械結構裏(lǐ),不涉及電集成(chéng)。也可以是電集成、磁集成,即(jí)共用部分器件和磁元件,以達到節省空間和成本(běn)的目的。(無線充電暫時不介紹)
可以看(kàn)出,其(qí)實新能源(yuán)車的電力電子相(xiàng)關的零部件(jiàn)並沒(méi)有很多,大部分結構也(yě)相對簡單。並且隨著新能源車的發展(zhǎn),車載充電機和48V DCDC可能會逐漸消失。最核心的電力電子零部件,還是Inverter和高壓轉低壓DCDC,前(qián)者的相對技術含量和利潤都更高。但由於這兩個零部件的結構相對簡單,隨著之後的設計逐漸趨於成熟穩定,純電力電力(lì)工程師的發揮空間還會有多少(shǎo),也就不得而知了,需要時間檢驗。