車載充電器的案例
車載充電器百科知識(shí)
注意:必須在車子發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的時(shí)候才可以充電!關(guān)于車載充電器，還有以下注意事項(xiàng):
1、不要在潮濕的環(huán)境中使用車載充電器車載充電器
2、不要把車載充電器儲(chǔ)存于潮濕的環(huán)境中
3、使用的合適溫度為0-45℃
4、遠(yuǎn)離兒童
5、避免雷擊
6、充完電要及時(shí)拔出插頭
所以，出于安全的考慮，一定要選購(gòu)正規(guī)品牌，購(gòu)買正品，劣質(zhì)的產(chǎn)品極易發(fā)生安全隱患。車載充電器也分直充和座充兩種?？梢赃x擇購(gòu)買座充，即把電池拆下來(lái)充電，避免因車載電源不穩(wěn)定，電壓輸出峰值突高把手機(jī)燒了的現(xiàn)象，要燒也是燒電池，減少損失。市面上有各式各樣的車載充電器可供選擇。如果選擇網(wǎng)購(gòu)的話，一定要去正規(guī)的網(wǎng)站購(gòu)買。
產(chǎn)品用途
車載充電器是為了方便用車載電源隨時(shí)隨地為數(shù)碼產(chǎn)品充電的配件，為您節(jié)省電池的開銷。這類產(chǎn)品一般具有過(guò)載保護(hù)，短路保護(hù)，高壓輸入保護(hù)，高溫保護(hù)，四重安全保護(hù)功能，確保您能安全使用。
內(nèi)容拓展
面向電動(dòng)汽車的車載充電器設(shè)計(jì)方案
展開 電動(dòng)汽車常見車型的充電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理
直流充電接口與高壓配電盒之間的線束及插接器如圖3-5-15 所示。
交流充電接口與車載充電器之間的線束及插接器如圖3-5-16 所示。
3. 江淮新能源
江淮iEV6 電動(dòng)汽車充電系統(tǒng)由直流快充接口、車載充電器、交流慢充接口、充電指示燈等組成，如圖3-5-17 所示。
交流慢充接口安裝在車輛LOGO 處，直流快充接口安裝在車身左后側(cè)。充電時(shí)，根據(jù)選擇的充電類型，連接交流充電
q或者直流充電
q到相應(yīng)的充電接口，連接正確后開始充電。充電接口連接后形成檢測(cè)回路，當(dāng)出現(xiàn)連接故障時(shí)，整車控制單元（VCU） 可以檢測(cè)該故障。
車載充電器將外部交流電轉(zhuǎn)換成直流電給動(dòng)力電池充電。充電時(shí)，車載充電器根據(jù)VCU 的指令確定充電模式。車載充電器內(nèi)部有濾波裝置，可以抑制交流電網(wǎng)波動(dòng)對(duì)車載充電器的干擾。
車載充電器應(yīng)用Inrush 電流限制電路以及EMI 濾波電路，防止交流電網(wǎng)波動(dòng)對(duì)設(shè)備的沖擊以及抑制交流電網(wǎng)中的高頻干擾對(duì)設(shè)備的影響；整流電路將交流電轉(zhuǎn)化為直流電；PFC（功率因數(shù)校正電路） 是一個(gè)功率因數(shù)提高電路，提高交流電轉(zhuǎn)換為直流電的效率；直流電通過(guò)全橋轉(zhuǎn)換隔離電路轉(zhuǎn)換后輸出給動(dòng)力電池。車載充電器工作原理如圖3-5-18所示。
江淮iEV6 充電系統(tǒng)原理如圖3-5-19 所示。充電時(shí)動(dòng)力電池喚醒整車控制單元（VCU）控制充電器進(jìn)行交流高壓充電。高壓直流充電時(shí)車載充電器不工作，VCU 與安裝于動(dòng)力電池內(nèi)部的電池管理器配合，直流高壓電直接通過(guò)高壓配電盒為動(dòng)力電池充電。
展開 技術(shù)分享｜英飛凌高效散熱管理的器件封裝方案
然而，為人詬病的電動(dòng)汽車（EV）充電用時(shí)問(wèn)題（特別是在旅途中充電）帶來(lái)的巨大不便，阻礙了電動(dòng)汽車的推廣普及，因此，
車載充電器（OBC）
設(shè)計(jì)或許將成為備受關(guān)注的領(lǐng)域。
同應(yīng)對(duì)大多數(shù)工程挑戰(zhàn)一樣，設(shè)計(jì)人員把目光投向先進(jìn)技術(shù)，以期利用現(xiàn)代
硅超結(jié)（SJ）
技術(shù)以及諸如
碳化硅（SiC）
和
氮化鎵（GaN）
等
寬禁帶（WBG）材料
來(lái)提供解決方案。但半導(dǎo)體材料只是解決方案的一部分。任何車載充電器設(shè)計(jì)想要充分發(fā)揮其在功率密度和能效方面的潛力，都離不開高效散熱設(shè)計(jì)。
英飛凌審視了車載充電器設(shè)計(jì)人員面臨的挑戰(zhàn)，細(xì)致深入地考察了
半導(dǎo)體封裝
對(duì)于打造解決方案所起的作用。本文還探討了一種頂部散熱的創(chuàng)新方法，該方法可用于一系列高性能元器件，以供設(shè)計(jì)人員選用。
現(xiàn)代電動(dòng)汽車車載充電器
設(shè)計(jì)面臨的挑戰(zhàn)
車載充電器的作用是將來(lái)自電網(wǎng)的交流電轉(zhuǎn)換為直流電，以用于為動(dòng)力電池充電。車載充電器僅在汽車停放并連接充電電纜時(shí)執(zhí)行這項(xiàng)功能。汽車行駛時(shí)則只能一路載著這個(gè)重物，
因此，必須最大限度地減小車載充電器的尺寸和重量，以減輕其對(duì)續(xù)航里程的影響，同時(shí)又能實(shí)現(xiàn)快速高效充電。
另一個(gè)挑戰(zhàn)是車載充電器功率等級(jí)增長(zhǎng)迅猛。
展開 電車設(shè)計(jì) | Ansys optiSLang助力Wolfspeed創(chuàng)新
車載電池充電器不僅是保持電動(dòng)汽車動(dòng)力的關(guān)鍵，而且通常還能從車輛本身收集動(dòng)能，以便在制動(dòng)時(shí)提供額外的充電。
Nelson指出，該系統(tǒng)必須針對(duì)尺寸和重量進(jìn)行優(yōu)化，才能最大限度提高車輛的續(xù)航里程和能效。然而，傳統(tǒng)硅片限制了這些系統(tǒng)在輸出、尺寸和速度方面的表現(xiàn)。
Nelson說(shuō)： “SiC可在支持高性能的同時(shí)，減少車載充電器的尺寸和重量，從而改進(jìn)車載充電器。它可更快地進(jìn)行開關(guān)，因此充電器設(shè)計(jì)可采用更高的開關(guān)頻率。這就使得可以使用更小型的無(wú)源組件，例如更小的電容器和更小的變壓器等。功率模塊單元需實(shí)現(xiàn)的的目標(biāo)之一是最大限度減少模塊的重量和尺寸，因?yàn)楸恐氐拇竽K在某種程度上只會(huì)浪費(fèi)汽車空間?！?Nelson團(tuán)隊(duì)的工作重點(diǎn)是，開發(fā)支持車載充電器的創(chuàng)新封裝設(shè)計(jì)，以及開發(fā)支持快速加速的牽引逆變器等其它電動(dòng)汽車組件。
他說(shuō)：“我們的工作是用一塊小小的SiC芯片與外部世界建立連接，以滿足客戶的所有需求。它必須能夠隔離部件，以承載所有電流，并耗散芯片損耗產(chǎn)生的所有熱量。同時(shí)，它還需要承受化學(xué)品泄漏以及溫濕度等環(huán)境因素，并且需要針對(duì)沖擊和振動(dòng)等機(jī)械力進(jìn)行設(shè)計(jì)?！?在設(shè)計(jì)SiC封裝時(shí)，Wolfspeed還必須考慮連接性。
“芯片需要通過(guò)信號(hào)控制路徑以及電源路徑進(jìn)行電氣連接，才能讓所有電流通過(guò)，”Nelson講道，“需要與外部世界熱接觸，將芯片產(chǎn)生的熱量散出。所有這些不僅帶來(lái)了諸多設(shè)計(jì)復(fù)雜性，還帶來(lái)了大量工程復(fù)雜性?！?創(chuàng)新產(chǎn)品離不開創(chuàng)新方法
Nelson和他在Wolfspeed功率模塊部門的團(tuán)隊(duì)正在應(yīng)用一套通過(guò)Ansys optiSLang整合的Ansys解決方案，設(shè)計(jì)并驗(yàn)證用于車載充電器、直流轉(zhuǎn)換器，牽引逆變器等對(duì)于電動(dòng)汽車大規(guī)模商業(yè)化至關(guān)重要的組件的封裝設(shè)計(jì)。
展開 
瑞銀拆解比亞迪海豹，成本比特斯拉還低15%，拆解報(bào)告(CTB 、八合一)
（照片：《日經(jīng)XTECH》）
有分析認(rèn)為，比亞迪進(jìn)行整合的目的之一降低成本，很大程度上是通過(guò)削減這些高壓電纜和連接器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。對(duì)于EV和混合動(dòng)力車（HEV）等電動(dòng)汽車來(lái)說(shuō)，這些高壓電纜和連接器是不可或缺的零部件，但也有人感嘆“總之成本很高”（美國(guó)大型零部件企業(yè)的動(dòng)力總成技術(shù)人員）。
安裝高壓電纜多為手工作業(yè)，由于電纜直徑較粗且較硬，因此難以操作。如果能減少電纜數(shù)量，應(yīng)該也能減輕配線作業(yè)的負(fù)擔(dān)。
與大眾ID.3的不同
如果分別配置三合一電動(dòng)驅(qū)動(dòng)橋和DC-DC轉(zhuǎn)換器、車載充電器、BMS，則所需的高壓電纜數(shù)量和連接器個(gè)數(shù)會(huì)隨之增加。以日經(jīng)BP在2021年拆解的德國(guó)大眾（VW）首款EV“ID.3”為例很容易理解。
ID.3在后輪處搭載三合一電動(dòng)驅(qū)動(dòng)橋，DC-DC轉(zhuǎn)換器與車載充電器分別配置（圖5）。電動(dòng)動(dòng)力總成及其周邊零部件的高壓電纜的連接包括（1）逆變器和電池組（2）DC-DC轉(zhuǎn)換器和電池組（3）車載充電器和電池組（4）直流電源用充電口和電池組（5）交流電源用充電口和電池組，共有5個(gè)系統(tǒng)。
圖5 大眾ID.3的高壓零部件的配置
DC-DC轉(zhuǎn)換器搭載于車輛前方，車載充電器搭載于車輛最后方。
（來(lái)源：《日經(jīng)XTECH》根據(jù)大眾的資料制作）
此外，ID.3把BMS內(nèi)置于電池組中，通過(guò)高壓電纜把9個(gè)電池模塊與BMS連接起來(lái)（圖6）。
展開 寬禁帶半導(dǎo)體材料的現(xiàn)在與未來(lái)
寬禁帶半導(dǎo)體材料發(fā)展的背景
電動(dòng)汽車、車載充電器、電動(dòng)汽車充電站、太陽(yáng)能、風(fēng)電和儲(chǔ)能系統(tǒng)市場(chǎng)正在快速增長(zhǎng)?，F(xiàn)在，配備電池供電或混合動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)的電動(dòng)汽車需求量很大，最終將取代汽油和柴油汽車。這些車輛由交流電網(wǎng)連接供電，其中車載充電器為車輛電池充電，或者在充電期間直接連接到車輛電池的外部直流充電器以高速充電。從能源和環(huán)境的角度來(lái)看，汽車使用通過(guò)燃煤發(fā)電的電廠電力驅(qū)動(dòng)汽車是沒(méi)有意義的，因此太陽(yáng)能或風(fēng)能產(chǎn)生的能量會(huì)在需要時(shí)儲(chǔ)存和使用，儲(chǔ)能系統(tǒng)也發(fā)展迅速。
高效率和高功率密度是上述應(yīng)用的特點(diǎn)。車載電動(dòng)汽車充電器不應(yīng)占用過(guò)多的車內(nèi)空間，新開發(fā)的車載充電器將和原來(lái)的充電器尺寸大小一致，但必須能夠提供兩倍的功率；太陽(yáng)能發(fā)電廠中使用的太陽(yáng)能逆變器采用模塊化單元建造，可由兩個(gè)人移動(dòng)，在不增加重量的情況下增加模塊化單元的功率是太陽(yáng)能逆變器的主要發(fā)展趨勢(shì)。
電子電力行業(yè)另一個(gè)快速增長(zhǎng)的領(lǐng)域是數(shù)據(jù)中心使用的組件。隨著云計(jì)算、人工智能和互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的使用增加，數(shù)據(jù)中心使用的組件將加速增長(zhǎng)。不間斷電源為這些數(shù)據(jù)中心提供可靠的電力。許多電源安裝在數(shù)據(jù)中心的電子設(shè)備板上，將主輸入電壓轉(zhuǎn)換為48V后，進(jìn)一步轉(zhuǎn)換為低電壓，用于驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)中心的處理器、FPGA和內(nèi)存。
在這些背景下，硅功率半導(dǎo)體正在被SiC和GaN功率開關(guān)所取代。SiC和GaN是寬禁帶半導(dǎo)體材料。
展開 GaN快充達(dá)到甜蜜點(diǎn)，中低壓市場(chǎng)迎來(lái)更多殺手級(jí)應(yīng)用
2020年6月，安世半導(dǎo)體推出新一代650V GaN FET，應(yīng)用于車載充電器、高壓DC/DC轉(zhuǎn)換器和發(fā)動(dòng)機(jī)牽引逆變器；11月TI推出了首款面向汽車應(yīng)用的帶集成驅(qū)動(dòng)器、內(nèi)部保護(hù)和有源電源管理的650V GaN FET；2021年5月ST宣布推出STi 2 GaN解決方案，適用于車載充電器、用于自動(dòng)駕駛的LiDAR、雙向DC/DC轉(zhuǎn)換器、D類放大器和電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)……
與硅功率器件相比，GaN功率器件的優(yōu)勢(shì)在于最大可提高四倍的開關(guān)速度、電壓和電流交叉損耗更低、功率密度最高可提升40%、降低整車系統(tǒng)重量和成本等。集微咨詢（JW insights）認(rèn)為，未來(lái)GaN功率器件在電動(dòng)汽車牽引逆變器(650V/900V GaN)、48V/12V DC/DC(100V GaN)、車載充電器(650V/900V GaN)、激光雷達(dá)(100V GaN)雷達(dá)等應(yīng)用中得到大規(guī)模應(yīng)用。
Yole數(shù)據(jù)指出，傳統(tǒng)汽車和新能源汽車會(huì)是GaN功率器件的全新應(yīng)用場(chǎng)景，到2026年市場(chǎng)規(guī)模將從2020年的30萬(wàn)美元增加到1.6億美元。
展開 氮化鎵繼消費(fèi)領(lǐng)域之后再瞄準(zhǔn)汽車市場(chǎng)
行業(yè)人士指出，氮化鎵上車，帶來(lái)的好處有幾個(gè)方面，一個(gè)是充電時(shí)間減少了60%，原來(lái)的車載充電器沒(méi)有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，在相同的體積內(nèi)，我們把原來(lái)的6.6千瓦功率升級(jí)到了22千瓦，讓整個(gè)充電速度提升了3倍，而車載充電器的體積和重量不會(huì)影響到本身車的重量。
此外，氮化鎵在雙向電路中扮演了非常重要的角色，經(jīng)測(cè)算，在逆變器上，相比硅基功率器件，氮化鎵能節(jié)能70%，可增加5%的續(xù)航。在同等體積下面，車載充電器的重量可以大幅度下降，以及提高效率，在逆變的過(guò)程中，在消耗電路上的能耗會(huì)下降，在這兩個(gè)基礎(chǔ)上，車重可以維持在相對(duì)較輕的重量，同時(shí)提升了逆變效率，可以有效地增加車的續(xù)航里程。
因此可以看到，氮化鎵對(duì)汽車充電、續(xù)航等方面提升的充電器、逆變器等零部件上應(yīng)用效果會(huì)更突出，或?qū)⒙氏仍谲嚿洗钶d。通過(guò)氮化鎵，可以快速提高續(xù)航里程，提高充電體驗(yàn)，來(lái)加速整個(gè)電動(dòng)汽車行業(yè)的發(fā)展。
目前來(lái)看，GaN器件在應(yīng)用中主要包括48V系統(tǒng)的功率電子、車載充電機(jī)和DCDC，將來(lái)可以擴(kuò)展到逆變器。而無(wú)線充電、手機(jī)無(wú)線充電和激光雷達(dá)都可能會(huì)用到這個(gè)。
圖2 整車?yán)锩鍳aN器件的應(yīng)用
以O(shè)BC來(lái)說(shuō)，使用GaN的器件，可以實(shí)現(xiàn)尺寸上減少到原來(lái)的五分之一，充電效率可以增加到98%，這也可以減小散熱的結(jié)構(gòu)。
圖3 GaN器件對(duì)OBC帶來(lái)的效益
在DCDC方面，可以從水冷設(shè)計(jì)改換為風(fēng)冷，由于功率密度從1kW/L升到2kW/L，這個(gè)效能在多合一里面起到的作用非常直接。
展開 電動(dòng)汽車零部件及功能
驅(qū)動(dòng)電機(jī)（D）
由于控制器從牽引電池提供電力，牽引電動(dòng)機(jī)將轉(zhuǎn)動(dòng)變速器和車輪。 一些混合動(dòng)力電動(dòng)汽車使用一種執(zhí)行推進(jìn)和再生功能的發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī)。 一般來(lái)說(shuō)，使用的電動(dòng)機(jī)類型是BLDC（無(wú)刷直流）電動(dòng)機(jī)
其他電動(dòng)汽車部件
充電器 (E) 是一種電池充電設(shè)備。 充電器從外部來(lái)源獲取電力，例如公用電網(wǎng)或太陽(yáng)能發(fā)電廠。 交流電轉(zhuǎn)換為直流電，然后儲(chǔ)存在電池中。 電動(dòng)車充電器有兩種類型：
車載充電器：充電器位于并安裝在車內(nèi)
車外充電器：充電器不在車內(nèi)或未安裝在車內(nèi)。
變速器 (F)：變速器從牽引電機(jī)傳遞機(jī)械動(dòng)力以驅(qū)動(dòng)車輪。
DC/DC 轉(zhuǎn)換器 (G)：這是一種電動(dòng)汽車部件，將來(lái)自牽引電池組的高壓直流電轉(zhuǎn)換為運(yùn)行車輛配件和為輔助電池充電所需的低壓直流電。
電池（H）：在電動(dòng)汽車中，輔助電池為車輛配件提供電力。
熱系統(tǒng) - 冷卻 (I)：該系統(tǒng)保持發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)、電力電子設(shè)備和其他組件的適當(dāng)工作溫度范圍。
充電端口 (J)：充電端口允許車輛連接到外部電源，以便為牽引電池組充電。
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展開 5年增長(zhǎng)515倍！TI、意法、安世等搶奪GaN汽車市場(chǎng)
? 5月11日，宜普電源轉(zhuǎn)換公司（EPC）推出了1.5kW的兩相48V/12V雙向轉(zhuǎn)換器EPC9137。
? 早在2019年11月，安世半導(dǎo)體（Nexperia）就發(fā)布了首款A(yù)EC-Q101認(rèn)證的650V、50mΩ氮化鎵功率器件。3月11日，安世半導(dǎo)體宣布與聯(lián)合汽車電子（UAES）達(dá)成合作，雙方將在車載充電器、高壓DC-DC直流轉(zhuǎn)換器等項(xiàng)目中開展研發(fā)合作。
? 2019年2月，Transphorm發(fā)布了通過(guò)汽車（AEC-Q101）認(rèn)證的第三代GaN FET。2020年5月，Marelli宣布與Transphorm建立了合作伙伴關(guān)系，提高對(duì)電動(dòng)汽車技術(shù)的投資。2020年12月，Transphorm發(fā)布了專為電動(dòng)汽車設(shè)計(jì)的SuperGaN首個(gè)樣品。
? 2020年12月，德州儀器（TI）推出了首款帶集成驅(qū)動(dòng)器、內(nèi)部保護(hù)和有源電源管理的650V和600V GaN FET，分別面向汽車和工業(yè)應(yīng)用。據(jù)介紹，TI的GaN經(jīng)過(guò)了長(zhǎng)達(dá)4000萬(wàn)小時(shí)的可靠性測(cè)試，可以承受高于720V的浪涌。
? 2020年10月20日，GaN Systems推出通過(guò)AEC-Q101認(rèn)證的650V、60A晶體管系列。
顛覆汽車設(shè)計(jì)？
GaN比SiC好10倍？
目前，
GaN
僅用于電動(dòng)汽車中的車載充電器和
DC
/
DC
轉(zhuǎn)換器。
隨著
GaN
的工作電壓將追上
SiC
（
1.2 kV
及更高），因此，
GaN Systems
戰(zhàn)略營(yíng)銷副總裁
Paul Wiener
認(rèn)為，
GaN FET
將是
EV
牽引逆變器、車載充電器（
OBC
）和
DC / DC
轉(zhuǎn)換器等高功率應(yīng)用的潛在選擇。
展開 IGBT晶圓在新能源汽車充電樁領(lǐng)域的應(yīng)用
新能源汽車是指采用非常規(guī)的車用燃料作為動(dòng)力來(lái)源（或使用常規(guī)的車用燃料、采用新型車載動(dòng)力裝置），綜合車輛的動(dòng)力控制和驅(qū)動(dòng)方面的先進(jìn)技術(shù)，形成的技術(shù)原理先進(jìn)、具有新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)的汽車。新能源汽車包括四大類型混合動(dòng)力電動(dòng)汽車（HEV）、純電動(dòng)汽車（BEV，包括太陽(yáng)能汽車）、燃料電池電動(dòng)汽車（FCEV）、其他新能源（如超級(jí)電容器、飛輪等高效儲(chǔ)能器）汽車等。
新能源電動(dòng)汽車充電樁其功能類似于加油站里面的加油機(jī)，可以固定在地面或墻壁，安裝于公共建筑（公共樓宇、商場(chǎng)、公共停車場(chǎng)等）和居民小區(qū)停車場(chǎng)或充電站內(nèi)，可以根據(jù)不同的電壓等級(jí)為各種型號(hào)的電動(dòng)汽車充電。新能源電動(dòng)汽車充電樁的輸入端與交流電網(wǎng)直接連接，輸出端都裝有充電插頭用于為電動(dòng)汽車充電。新能源電動(dòng)汽車充電樁一般提供常規(guī)充電和快速充電兩種充電方式，人們可以使用特定的充電卡在充電樁提供的人機(jī)交互操作界面上刷卡使用，進(jìn)行相應(yīng)的充電方式、充電時(shí)間、費(fèi)用數(shù)據(jù)打印等操作，新能源電動(dòng)汽車充電樁顯示屏能顯示充電量、費(fèi)用、充電時(shí)間等數(shù)據(jù)。
IGBT是能源變換與傳輸?shù)暮诵钠骷?俗稱電力電子裝置的“CPU”,采用IGBT進(jìn)行功率變換,能夠提高用電效率和質(zhì)量,具有高效節(jié)能和綠色環(huán)保的特點(diǎn),是解決能源短缺問(wèn)題和降低碳排放的關(guān)鍵支撐技術(shù),被譽(yù)為綠色能源的“核芯”。
目前國(guó)內(nèi)的晶閘管、晶圓片部分二極管、防護(hù)器件等仍以4寸線為主流；平面可控硅芯片、肖特基二極管、IGBT模塊配套用高電壓大通流整流芯片，低電容、低殘壓等保護(hù)器件芯片和部分MOSFET等以6寸線為主流。
電動(dòng)汽車使用到IGBT的裝置主要有五項(xiàng)(包含逆變器、直流/交流電變流器、車載充電器、電力監(jiān)控系統(tǒng)以及其他附屬系統(tǒng))，其中，逆變器、直流/交流電變流器以及車載充電器對(duì)電動(dòng)汽車性能表現(xiàn)影響最為關(guān)鍵；IGBT是影響電動(dòng)車性能的關(guān)鍵技術(shù)，其成本占整車成本的5%左右。
展開 
解讀比亞迪八合一電驅(qū)：厲害在哪？
它承擔(dān)著電能轉(zhuǎn)化和充電的雙重功能。它由由電機(jī)、旋轉(zhuǎn)變壓器、溫度傳感器、冷卻循環(huán)水道和殼體等組成。
2. 電機(jī)控制器
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電機(jī)控制器是通過(guò)主動(dòng)工作來(lái)控制電機(jī)按照設(shè)定的方向、速度、角度、響應(yīng)時(shí)間進(jìn)行工作的集成電路。根據(jù)檔位、油門、剎車等指令，將動(dòng)力電池所存儲(chǔ)的電能轉(zhuǎn)化為驅(qū)動(dòng)電機(jī)所需的電能，來(lái)控制電動(dòng)車輛的啟動(dòng)運(yùn)行、進(jìn)退速度、爬坡力度等行駛狀態(tài)，或者將幫助電動(dòng)車輛剎車，并將部分剎車能量存儲(chǔ)到動(dòng)力電池中。
3. 減速器
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電機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)一樣都是高速旋轉(zhuǎn)的機(jī)械部件，其單位是5000轉(zhuǎn)/分鐘，而車輪的轉(zhuǎn)速相對(duì)而言是低速度的。想要把電機(jī)的高轉(zhuǎn)速匹配成車輪旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速必須要通過(guò)減速器來(lái)降低轉(zhuǎn)速、增加轉(zhuǎn)矩。因此熟悉電機(jī)的朋友經(jīng)?？吹降乃^傳動(dòng)比或者速比的概念，說(shuō)的就是：（傳動(dòng)比）速比=電機(jī)輸出轉(zhuǎn)數(shù)÷減速機(jī)輸出轉(zhuǎn)數(shù)
4. 車載充電器
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車載充電器的功能是調(diào)整輸出電壓，它采用功率半導(dǎo)體器件作為開關(guān)元件，通過(guò)周期性通斷開關(guān)，控制開關(guān)元件的占空比來(lái)實(shí)現(xiàn)。
5. 直流變換器
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直流變換器，也稱DC-DC變換器，它是將一個(gè)直流電壓轉(zhuǎn)換成負(fù)載所需的直流電壓的轉(zhuǎn)換器，也就是將電池存儲(chǔ)的直流電壓轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛所需的直流電壓。
6. 配電箱
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車載高壓配電箱顧名思義是高壓電的分配用，當(dāng)動(dòng)力電池上電后高壓電首先進(jìn)入到高壓配電盒內(nèi)，通過(guò)配電盒內(nèi)的分配線路給需要高壓的系統(tǒng)供電，比如，MCU，DC/DC，空調(diào)等需要高壓的元件，它是電控總成的核心部件。
7.
展開 SiC芯片市場(chǎng)將迎來(lái)大爆發(fā)
然而，在全球范圍內(nèi)，采用的時(shí)間和采用率差異很大，并且與政府政策和消費(fèi)者獲得適當(dāng)價(jià)格的產(chǎn)品和充電基礎(chǔ)設(shè)施密切相關(guān)。毫無(wú)疑問(wèn)，中國(guó)市場(chǎng)是電動(dòng)汽車的主要增長(zhǎng)引擎?！?在電動(dòng)汽車中，系統(tǒng)有幾個(gè)領(lǐng)域，例如娛樂(lè)系統(tǒng)、車載充電器、牽引逆變器等。 牽引逆變器將電池的能量轉(zhuǎn)化給牽引電動(dòng)機(jī)，從而推動(dòng)車輛前進(jìn)。
SiC正在進(jìn)軍車載充電器、DC-DC轉(zhuǎn)換器和牽引逆變器。車載充電器通過(guò)電網(wǎng)為車輛充電。
圖1：電動(dòng)汽車中的電力電子技術(shù) （來(lái)源：意法半導(dǎo)體）
DC-DC轉(zhuǎn)換器獲取電池電壓，然后將其降低到較低的電壓，用于控制窗戶、加熱器，以及其他功能。
器件制造商之間的一場(chǎng)大戰(zhàn)正發(fā)生在牽引逆變器領(lǐng)域，尤其是純電池電動(dòng)汽車領(lǐng)域。一般來(lái)說(shuō)，混合動(dòng)力汽車正朝著48伏電池的方向發(fā)展。對(duì)于電力發(fā)明家而言，SiC對(duì)于混合動(dòng)力汽車來(lái)說(shuō)通常過(guò)于昂貴，盡管也有例外。
與混合動(dòng)力汽車一樣，純電池電動(dòng)汽車也由牽引逆變器組成。高壓母線將逆變器連接到電池和電機(jī)上。電池為汽車提供能量。推動(dòng)汽車前進(jìn)的電動(dòng)機(jī)有三根線。
這三根線延伸到牽引逆變器，然后聯(lián)網(wǎng)到逆變器模塊內(nèi)的六個(gè)開關(guān)。
每個(gè)開關(guān)實(shí)際上是一個(gè)功率半導(dǎo)體，在系統(tǒng)中充當(dāng)電開關(guān)。對(duì)于開關(guān)，現(xiàn)有的技術(shù)是IGBT。因此牽引逆變器可以由六個(gè)IGBT組成，額定電壓為1200伏。
Rohm公司的Van Ochten表示：“實(shí)際上，它們是電開關(guān)。我們可以為這些電開關(guān)選擇技術(shù)，它們可以啟用和禁用各種電機(jī)繞組，并有效地使電機(jī)旋轉(zhuǎn)。用于這種功能的最流行的電子半導(dǎo)體開關(guān)稱為IGBT。超過(guò)90%的汽車制造商都在使用它們。它們是根據(jù)需要將電池電流轉(zhuǎn)換到電動(dòng)機(jī)的最便宜的方式?！?然而，使用IGBT有一些權(quán)衡。
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高壓電控總成概述
高壓電控總成內(nèi)部集成：
--雙向交流逆變式電機(jī)控制器（VTOG）；
--高壓配電和漏電傳感器；
--雙向車載充電器；
--DC-DC變換器
高壓電控總成主要功能：
1、控制高壓交/直流電雙向逆變，驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)充、放電功能（VTOG、車載充電器）；
2、實(shí)現(xiàn)高壓直流電轉(zhuǎn)化低壓直流電為整車低壓電器系統(tǒng)供電（DC-DC）；
3、實(shí)現(xiàn)整車高壓回路配電功能以及高壓漏電檢測(cè)功能（高壓配電箱&漏電傳感器模塊）；
4、直流充電升壓功能；
5、另外還包括CAN通訊、故障處理記錄、在線CAN燒寫以及自檢等功能。
高壓電控總成內(nèi)部模塊布局
2. 高壓配電箱及漏電傳感器
高壓配電箱
高壓配電箱：結(jié)構(gòu)組成：銅排連接片、接觸器、霍爾電流傳感器、預(yù)充電阻，動(dòng)力電池包正、負(fù)極輸入；接觸器由電池管理器控制，控制充放電。
漏電傳感器
含有CAN通訊功能，秦EV車型通過(guò)監(jiān)測(cè)與動(dòng)力電池輸出相連接的正母線與車身底盤之間的絕緣電阻判定高壓系統(tǒng)是否存在漏電，漏電傳感器將漏電數(shù)據(jù)信息通過(guò)CAN信號(hào)發(fā)送給電池管理器、VTOG,采取相應(yīng)保護(hù)措施。
漏電數(shù)據(jù)判定
漏電傳感器電器原理圖
漏電傳感器針腳定義
3. 電機(jī)控制器VTOG
雙向交流逆變式電機(jī)控制器（VTOG）主要功能：
1、驅(qū)動(dòng)控制（放電）：
采集油門、制動(dòng)、檔位、旋變信號(hào)等控制電機(jī)正向、反向驅(qū)動(dòng)，正、反轉(zhuǎn)發(fā)電功能；
具有高壓輸出電壓和電流控制限制功能，具有電壓跌落、過(guò)流、過(guò)溫、IPM過(guò)溫、IGBT過(guò)溫保護(hù)、功率限制、扭矩控制限制等功能。
同時(shí)具備電控系統(tǒng)防盜、能量回饋控制、主動(dòng)泄放、被動(dòng)泄放控制。
展開 一期一會(huì) | 什么是電動(dòng)汽車動(dòng)力總成？
電池包還包含電池管理系統(tǒng)（BMS），可提供防止過(guò)度充電或放電的策略，以確保電池的安全運(yùn)行。
車載充電器：車載充電器將來(lái)自外部充電電源（電網(wǎng)）的交流電（AC）電源轉(zhuǎn)換為直流（DC）電源，存儲(chǔ)在電池中。車載充電器能夠與車輛控制單元和外部充電站通信，以便為供電穩(wěn)壓。此外，其還可能具有網(wǎng)絡(luò)安全功能。
2、電動(dòng)汽車動(dòng)力總成的配電系統(tǒng)
配電系統(tǒng)主要控制電源的功率，其集成了電力電子組件，包括將電池的直流電轉(zhuǎn)換為供電機(jī)使用的交流電的逆變器。此外，不同的電力電子控制拓?fù)溥€有助于提高性能，例如提供不同的逆變器開關(guān)策略來(lái)提高效率或?qū)崿F(xiàn)最大扭矩。
DC-AC逆變器（牽引逆變器）：DC-AC逆變器將電池的直流電轉(zhuǎn)換為交流電，產(chǎn)生控制電機(jī)速度和加速度所需的交流電壓。DC-AC逆變器包含有絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）或碳化硅金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管（SiC MOSFET）功率器件，這些器件通過(guò)印刷電路板（PCB）或功率母排相連。這些電源半導(dǎo)體器件可作為高速開關(guān)，“開”“關(guān)”電機(jī)的大電流和高電壓，以模擬正弦電流波形。
DC-DC轉(zhuǎn)換器：DC-DC轉(zhuǎn)換器可調(diào)節(jié)電池的高壓DC輸出，提供為照明、娛樂(lè)系統(tǒng)或空調(diào)等輔助系統(tǒng)供電所需的低壓DC電源。其集成了不同電力電子器件，包括功率半導(dǎo)體、功率二極管、電容和磁性元件等。此外，也可將一款DC-DC轉(zhuǎn)換器集成到包含充電器和接線盒的供電模塊（PDM）中。
車輛控制單元：車輛控制單元是電動(dòng)汽車的中央通信中心，收集并處理來(lái)自各種系統(tǒng)、傳感器和控制器的數(shù)據(jù)，它可實(shí)現(xiàn)車載充電器、電池、電機(jī)以及其它系統(tǒng)之間的工作同步。
配電單元：配電單元可確保車內(nèi)的每個(gè)系統(tǒng)都能獲得適量的電能。
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