電機控製器(Inverter)
電機控製器是新能(néng)源(yuán)車最(zuì)重要的電力電(diàn)子(zǐ)零部件,DC側與動力電池(chí)相連,AC側與電機相連(lián)。主要功(gōng)能是將電池(chí)儲存的化學能轉換成電機的動能,從而驅(qū)動整車運行。
電機控製器的最大(dà)功率一般有小幾百kW,相對(duì)其他零部件(jiàn)功率(lǜ)非常大(dà),因此對可靠性要求非常高。從電力電(diàn)子(zǐ)的角度,設計的難點在於大功率IGBT模塊和電機(jī)控製算法。
2. 高壓轉低壓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。主要功能是通過動力電池為12V電池和所有12V負載(zǎi)供電,保證整車的(de)正常(cháng)運行。
目前高(gāo)壓轉低壓DCDC的(de)峰值功(gōng)率一(yī)般不超過3.5kW,但(dàn)隨著後續自動駕駛(shǐ)零(líng)件等12V用電設(shè)備的持續增加,所需(xū)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(de)考驗。設(shè)計的主要難點在於:動力電池和12V低壓電池的電壓(yā)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(jiān)DCDC都工作在半載(zǎi)以(yǐ)下,因(yīn)此比較限製拓撲的選擇和輕載的效率(lǜ)。
3. 48V DCDC
48V DCDC隻用(yòng)於輕混,48V DC側與48V電池相(xiàng)連(lián),12V DC側與12V 電池相連。用途與高壓轉(zhuǎn)低壓DCDC類似。
48V DCDC和高壓轉低壓(yā)DCDC的主要區(qū)別在於沒有變壓(yā)器隔離,原因是(shì)48V在人體安(ān)全電(diàn)壓範圍內。這一需(xū)求變化就直接導致了整個拓撲結構的變化。
隨著輕混逐漸過渡到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(lián),DC側與動力電(diàn)池相連。主要功(gōng)能是從(cóng)AC電網給動力電池充電/從動力(lì)電池給AC負載(zǎi)供電。
目前絕大多數車載充電機的功率不大於11kW。更大功(gōng)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。
由於在整車行(háng)駛(shǐ)的過程中,車載充電機是不工作的,因此車載充電機的(de)功能安全需求是電力電子零部件中最低的。但是由於結構相對其他電力(lì)電子零部件更為複雜,電(diàn)力電子方麵的優化空間又是最(zuì)大的。可以說是一個“不太汽車”的零部件。
5. 集成
零部件集(jí)成是目前的大趨勢。目前比較流行的有三(sān)合一電橋(電(diàn)機控製(zhì)器+電(diàn)機+變速箱)、CharCon(高壓轉低壓DCDC+車載充電機(jī))。過(guò)去還出現過INVCHAR(電機控製器+車載充電機)、INVCON(電機控製器+高(gāo)壓轉低壓DCDC)等產品。
集成方式可以是(shì)機械集成,即將兩塊單獨的電力電子PCB放在一個機械結構裏,不涉及電集成。也可以是電集成、磁集成,即共(gòng)用部分(fèn)器件和磁元件,以達到節省空間和成本(běn)的目(mù)的。(無線充電暫時不介紹)
可以看出(chū),其實(shí)新能源車(chē)的電(diàn)力電子相(xiàng)關(guān)的零部件並沒(méi)有很多,大部分結構也相對簡單。並且隨著新能源車的發展,車載充電機和(hé)48V DCDC可能會逐(zhú)漸消失。最核心的電力(lì)電子零部件(jiàn),還是Inverter和高壓轉低壓DCDC,前者的相(xiàng)對技術(shù)含量和利潤都更高。但由於這兩個零部(bù)件的(de)結構相對簡單,隨著之後的設計逐漸趨於成熟(shú)穩定,純電力電力工程師的發揮空間(jiān)還(hái)會有多少,也(yě)就不得而知了,需要時間檢驗。