電機(jī)控製器(Inverter)
電機控製器是新能源車最重要的電力電子零部件,DC側與動力電池相(xiàng)連,AC側與電機相連。主要功能是將電(diàn)池(chí)儲存的化學能(néng)轉換成電機的動能,從而驅動整車(chē)運行。
電機控製器的最大功率(lǜ)一般有小幾百kW,相對(duì)其(qí)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,設計的(de)難點在於大功率IGBT模塊和電機控製算法。
2. 高壓轉低壓(yā)DCDC
高壓轉低壓DCDC的高壓DC側(cè)也(yě)與動力電(diàn)池相連,低壓DC側與12V電池和負載相連。主要功能是通過動力(lì)電池為12V電池和所有12V負載供電,保證整車的正常運行。
目前(qián)高壓轉低壓DCDC的峰值功(gōng)率(lǜ)一般不超過3.5kW,但隨著後(hòu)續自動駕(jià)駛零(líng)件等12V用(yòng)電設備的持續增加,所需要的功率會越來越大(dà),對高壓轉低壓DCDC的設計也會是很大的考(kǎo)驗。設計的主要難點在於:動力(lì)電池和12V低壓電池的電壓變化範圍都很大,12V電池側的電流也非常大,並且絕大部分時間DCDC都工作在半載以下,因此比較限製拓撲的選擇和輕(qīng)載的效率(lǜ)。
3. 48V DCDC
48V DCDC隻用於輕混,48V DC側與48V電池相連,12V DC側與12V 電(diàn)池相連。用途與高(gāo)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器隔離,原因是48V在人體安全電壓範圍內。這一需求變化就直接導致了整個拓撲結構的變化(huà)。
隨著輕混逐漸過(guò)渡到PEV和BEV,48V DCDC也會逐漸消失(shī)。
4. 車載充電機(OBC)
車(chē)載充電機(jī)的AC側與AC電網/AC負載相連,DC側與動力電池相(xiàng)連。主(zhǔ)要(yào)功能是從AC電網給動力電池充電/從動力電池給AC負(fù)載供電。
目前(qián)絕大多數(shù)車載充電機的功(gōng)率不大(dà)於11kW。更大功率的車載充電機(jī)在電網(wǎng)規格(gé)適應性、散熱條件等方麵不(bú)一定占優。
由於在整(zhěng)車(chē)行駛的(de)過程(chéng)中,車載充電機是不工(gōng)作的,因(yīn)此車載充電機的功能安全需求是(shì)電力電子零部件中最低的。但是由於結(jié)構(gòu)相對其他電力(lì)電子零部(bù)件更為複雜,電力電子方麵的優化空(kōng)間又是最大的。可以說是一個“不(bú)太汽車”的零(líng)部件。
5. 集(jí)成
零部件集成是目前的大趨勢。目(mù)前比較流行的(de)有三合一電橋(電(diàn)機控製器+電機+變速箱)、CharCon(高壓轉低壓DCDC+車載充電機)。過去(qù)還出現過INVCHAR(電機控製器+車載充電機)、INVCON(電機控製器+高壓轉低(dī)壓DCDC)等產品。
集成方式可以(yǐ)是機械(xiè)集成,即將(jiāng)兩塊單獨的(de)電力電(diàn)子PCB放在一個機械結構裏,不涉及電集成。也可以是電集成、磁(cí)集成,即(jí)共用部分(fèn)器件和(hé)磁元(yuán)件,以達到節省空間和成本(běn)的目的。(無(wú)線充(chōng)電暫時不介(jiè)紹)
可以看出,其實新能源車的電力電子相關的零部件並沒有很多,大(dà)部分結構也相對簡單。並且隨著新能源車的發展(zhǎn),車載充(chōng)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(zhī)後的設計逐漸趨於成(chéng)熟穩定(dìng),純電力(lì)電力工程師的發揮空間還會有多少,也就不得而知了,需要時間檢驗。