电动汽车车载充电器的构造与设计

电池电动汽车（BEV）和插电式混合动力汽车（PHEV）采用高压电池系统驱动车辆。这些电池系统需要一种在不行驶时充电的方法。最常见的系统使用300 V-400 V电池，但有些制造商已开始指定800 V电池系统以提高车辆能效。无论电池电压或电池类型如何，它们都需要一种日常充电的方法。

一种方法是使用固定充电器，它可以安装在车库或公共场所。但有可能需要在没有专用充电源的偏远地点为车辆充电。在这种情况下，必须有一个充电器在车上，可以使用典型的交流电源电压和连接。这一要求构成了车载充电器需求的基础。

今天的OBC采用了许多不同的设计，同时总是在平衡其功率水平与成本和重量。车厂必须根据整车要求定义适当的车载充电功率等级。充电器有许多不同的功率等级，功率等级越高，充电时间就越短。这些充电器需要大量的交流电源，根据车载充电器的设计，由单相或三相电源供电。

取决于全球可用的典型交流电源，已发展出四个通用功率等级。3.3kW和6.6kW充电器已成为基本构建块用于所有功率等级的充电器。11 kW和22 kW充电器都是将三个单相单元结合起来，每个单元运行三相中的一相。最流行的功率等级如表1所示。

表1 OBC通用功率等级

大多数车载充电器设计使用典型的构建块，用于构造单相充电器，如图1所示。

图1 典型的OBC框图

该交流输入源被滤波、整流并馈送到一个多相PFC电路中。PFC电路是开关电路，负责控制输入正弦波的导通周期，以调节使输入电流与输入电压一致。这种电压-电流调节对交流电源产生一个高功率因数，且需要通过大多数电力公司的调节。这过程分几个阶段，将传导损耗分散到一组更广泛的器件上。下一个模块使用H桥转换器来降低直流电压，并将其传送到变压器的输入端。该块通常采用谐振LLC电路设计，且对变压器施加的电压大小的控制使对电池功率的调节更简单。最后，对变压器的输出进行整流、滤波和连接到高压电池。

随着BEV和PHEV市场的快速增长，OBC的设计和构造可能将成为今后几年的一个共同要求。

审核编辑：郭婷