電機控製(zhì)器(Inverter)
電(diàn)機控製器是新(xīn)能源車最重(chóng)要的電(diàn)力電子零部件,DC側與動力電池相連,AC側與電機相連。主要功能是將(jiāng)電池儲存的化學能轉換(huàn)成電機的(de)動能,從而驅動整車運行。
電機控製器的最大功率一般有小幾百kW,相對其他零部件功率非常大,因(yīn)此對可靠性要求非常高(gāo)。從電力電(diàn)子的角度,設計的難點在於大功(gōng)率IGBT模塊和電機控製算法。
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(wéi)12V電池和所有12V負載供電,保證整(zhěng)車的正常運行。
目前高壓(yā)轉低(dī)壓DCDC的峰值功率一般不超過3.5kW,但隨著後續自動駕駛零件等(děng)12V用電設備的持續增加,所(suǒ)需要(yào)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:動力電池和12V低(dī)壓(yā)電池的電壓變化範圍都(dōu)很大,12V電池側的(de)電流也非(fēi)常大,並且絕(jué)大部分時間DCDC都工作在半載以下,因此比較限製拓撲的選(xuǎn)擇和輕載的效率(lǜ)。
3. 48V DCDC
48V DCDC隻用於(yú)輕混,48V DC側(cè)與48V電池相連,12V DC側與12V 電池相連(lián)。用途與高壓轉低壓DCDC類似。
48V DCDC和高壓轉低壓DCDC的主要區別在於沒有變壓器隔離(lí),原因是48V在人體安全電壓範圍內。這一需求變化就直接導(dǎo)致了整個拓撲結構的(de)變化。
隨著輕(qīng)混逐漸過渡到PEV和BEV,48V DCDC也會逐漸(jiàn)消失(shī)。
4. 車載充電機(OBC)
車載充電(diàn)機的AC側與AC電網/AC負載相連,DC側與動(dòng)力電池相連。主要功能是從AC電網給動力電池充電/從動力電池給AC負(fù)載供電。
目前絕(jué)大多數車載充電機(jī)的功率不(bú)大於11kW。更大功率(lǜ)的車載充電機在電網規格適應性、散熱條件等方(fāng)麵不一定占優。
由於在整車行駛的過程中,車載充電機是不工作的,因此車載充電機的功(gōng)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電子零部件更為複雜,電(diàn)力電子方麵的優化空間又是最大的。可(kě)以(yǐ)說是一個“不太汽車”的零部件。
5. 集成
零部件集成是目前的大趨勢。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)。過去還出現過INVCHAR(電機控(kòng)製器+車載充電機)、INVCON(電機控製(zhì)器+高壓轉低壓DCDC)等(děng)產(chǎn)品。
集成方(fāng)式可以是機械集成,即將兩(liǎng)塊單獨的電力電(diàn)子PCB放在(zài)一個機(jī)械結構裏,不涉及電集(jí)成。也可以是電集成、磁集成,即共用部分器件和磁元件,以達到(dào)節省空間和成(chéng)本的目(mù)的。(無線充電暫時不介紹)
可以看出,其實新能源車的電力電(diàn)子相關的(de)零部件並沒有很多,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48V DCDC可能會逐漸消失。最(zuì)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(liàng)和(hé)利潤都更高。但由於這兩個零部件(jiàn)的結構相對簡單,隨著之後的(de)設計逐漸趨於成熟穩定,純電力電力工(gōng)程師的發揮空間還會有多少,也就不得而(ér)知了,需(xū)要時間檢驗。