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车载DC/DC变换器的技术指标和拓扑结构

硬件攻城狮 来源: 芯小二的下午茶 2023-12-03 14:18 次阅读

今天介绍小三电里面的车载DC/DC变换器

1车载DCDC变换器

‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍我们还是老习惯,从产品/系统角度先看DC/DC变换器及在新能源汽车的作用

如下图,是欣锐科技的DC/DC变换器,欣锐科技和富特,是OBC和DC/DC的领头企业;

燃油汽车中均配置有一个低电压发电机总成,其功能是给车载12V或24V低压电池充电,并为整车提供全部的低压供电;新能源汽车中,发电机则替换成了DC/DC变换器,它从车载动力电池(400V/800V)取电,给车载12V或24V低压电池充电,并为整车提供全部的低压供电。

‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍

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产品特性:

技术平台:G5/G6

输入电压:30V~1500V

输出电压:12V/24V/36V/48V

功率范围:800W~6kW

转换效率:96%+

2车载DC/DC变换器指标

DC-DC的部件主要有以下的技术指标:(整理自芝能汽车)

功率等级:不同等级的车辆,往往在配置上存在非常大的差异,导致14V系统的动态功率需求变化。按照模块化开发的理念,选择不同的功率等级,来匹配不同等级的车辆,经过电气平衡之后,现在一般都是以较大功率的去覆盖不同平台。

转换效率:效率是个极重要的目标,决定了整个单元的散热方式,也决定了整个部件的寿命,评价效率的时候,往往采用与输出电流对应的效率曲线来表征。下图下半部分是不同单元的损耗情况;

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容积&重量&功率密度:部件一体化的设计,目前对于部件的体积和重量都有着苛刻的要求,都装在大的系统内,设计要求比较高;目前主流是DC/DC和OBC,或者DC/DC和OBC,PDU做集成,提升功率密度,减少体积;

散热方式:同大部分功率电子部件一样,在2KW左右的等级上,有主动风冷和液冷两种方式

成本:部件的成本要求非常严格的,所以后面全桥这样的拓扑结构所需要的MOSFET较多,也会被人放弃掉

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3车载DC/DC变换器拓扑

之前介绍充电桩里面DCDC模块时候,对PFC及DCDC电源拓扑有深入介绍

车载DCDC,功率虽然小一点,但是原理是类似的,如下材料来自浙江大学电气工程学院王正仕,在21世纪电源网的专题演讲,针对不同拓扑及对应优劣势有做介绍

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TI基于C2000的参考设计,采用了上面移相全桥+同步整流的;ST基于ASIL-D级别MCU SPC58NN84E7的3KW DC/DC也是这个拓扑

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图片来源 德州仪器官网

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图片来源 ST Automotive公众号

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4北汽三合一(小三电)主芯片清单

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北汽小三电合一 主器件清单

5广汽(富特)车载DC/DC拆机照片

摘自驱动视界公众号,是富特给广汽的DC/DC变换器

输入电压200VDC~480VDC,输出电压12~15VDC,输出电流0~220A,采用水冷的方式,主控芯片采用的TI公司的C2000 TMS320F280049;

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审核编辑:汤梓红

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原文标题:拆解新能源汽车DC/DC变换器(含技术介绍)

文章出处:【微信号:mcu168,微信公众号:硬件攻城狮】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

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