電機控(kòng)製器(Inverter)
電機控製器是新能源車最重要的電力電子零部件,DC側與動力電(diàn)池相連,AC側與(yǔ)電機(jī)相連。主要功能是將電池儲存的化學能轉換成電機的(de)動能(néng),從而驅動整車運行。
電機控製器的(de)最大功率一般有小幾百(bǎi)kW,相對(duì)其他零部件功率非常(cháng)大,因此對可靠(kào)性要求非常高。從電力電子的角度,設(shè)計的難點在於大功率IGBT模塊和電機控製算法。
2. 高(gāo)壓轉低(dī)壓DCDC
高壓轉低壓DCDC的高壓(yā)DC側也(yě)與動力電池相連,低壓DC側與12V電池和負載(zǎi)相連。主要功能是通過動力電池為12V電池和所有12V負載供(gòng)電,保證整(zhěng)車的(de)正常運(yùn)行。
目前高壓轉低壓DCDC的峰值功率(lǜ)一般不超過3.5kW,但隨著後續(xù)自動駕駛零件等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。設計的主要難點在於:動力電池和12V低(dī)壓(yā)電池的電壓變化範(fàn)圍都很大,12V電池側的電流也非常大,並且絕大部分時間DCDC都工作在半載以下,因(yīn)此比較限製拓(tuò)撲的選擇和輕載的效率。
3. 48V DCDC
48V DCDC隻用於輕混,48V DC側與48V電(diàn)池相連,12V DC側與12V 電池相連。用途與(yǔ)高壓轉低壓DCDC類似。
48V DCDC和高壓轉低壓DCDC的主要(yào)區別在於沒有變壓器隔離,原因是48V在人體安全電壓範圍內。這一(yī)需求變化(huà)就直接導致了(le)整(zhěng)個拓撲結構的變化。
隨著輕(qīng)混逐漸過渡到PEV和BEV,48V DCDC也會(huì)逐漸消失。
4. 車載充電機(OBC)
車(chē)載充電機的AC側與AC電網(wǎng)/AC負(fù)載相連,DC側(cè)與(yǔ)動力電池相連。主(zhǔ)要功能是從AC電網給動力電池充電(diàn)/從動力電池給AC負載供電。
目前絕(jué)大多數車載充電機的(de)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。
由於在(zài)整車行駛的過(guò)程中,車載充電機是不工作的,因此車載充(chōng)電機的功能安(ān)全需求(qiú)是電力電子零部件中最低的。但是由於結構(gòu)相對其他電力電子(zǐ)零(líng)部件更為(wéi)複雜,電力電(diàn)子方麵的優化(huà)空間又(yòu)是最(zuì)大的。可以說是一個“不(bú)太汽車”的零部(bù)件。
5. 集成
零部件集成是目前的大趨(qū)勢。目前比較流行的有三合一電橋(電機控製器+電機+變速箱)、CharCon(高壓轉低壓DCDC+車載充電機)。過去(qù)還(hái)出現過INVCHAR(電機(jī)控製(zhì)器+車載充電機)、INVCON(電機控製器+高壓轉低(dī)壓DCDC)等產(chǎn)品。
集成方式可以是機械集成,即將兩塊單獨的電力電(diàn)子PCB放在一個機械結構裏,不涉及(jí)電集(jí)成。也可以(yǐ)是電集成、磁(cí)集成,即共用部分器件(jiàn)和(hé)磁元件,以達到節省空間和成本的目的(de)。(無線(xiàn)充電暫時不介紹)
可以看出,其實新能源車的電力電子相關的零(líng)部件並沒有很多,大部分結(jié)構也相對簡單。並且隨著新能源(yuán)車的發展,車載充電機和48V DCDC可能會逐(zhú)漸消失。最核心的電力電子零部件,還是Inverter和高壓轉低壓DCDC,前者的相對(duì)技術含量和利潤都更高。但(dàn)由於這兩個零(líng)部件的結構相對簡單,隨著之後(hòu)的設計逐漸趨於成熟穩定,純電力(lì)電(diàn)力工程師的發揮空間還會有多少,也(yě)就不得而知了,需要時間檢驗。