電機控製器(Inverter)
電(diàn)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(chí)相連,AC側與電機相連。主要功能是將電池儲存的化學(xué)能轉換成電機的動能,從而驅動整車運行。
電機控(kòng)製(zhì)器的最大功率一般有小幾百(bǎi)kW,相對其他零部件功率(lǜ)非常大(dà),因此對可靠性要求非常高(gāo)。從電(diàn)力電(diàn)子的角度,設計(jì)的難點在於大功率IGBT模塊和電機控製算(suàn)法。
2. 高壓轉低壓DCDC
高壓轉低壓DCDC的高壓DC側也與動力電(diàn)池相連,低(dī)壓DC側(cè)與12V電池和負載相連。主要功能是通(tōng)過動力電池為12V電池和所(suǒ)有12V負(fù)載供電,保證整車的正常運行。
目前高壓轉低(dī)壓DCDC的峰值功率一般不(bú)超過3.5kW,但隨著後續自動(dòng)駕駛零件等12V用電(diàn)設備的持續增加(jiā),所需要的功率(lǜ)會越來越大,對高壓轉低壓DCDC的(de)設計(jì)也會(huì)是很大(dà)的考驗。設計的主要難點在於:動力電池(chí)和12V低壓電池的(de)電壓變化範圍都很大,12V電池側的電流也(yě)非常大,並且絕大(dà)部分時間DCDC都工作在半載以(yǐ)下,因此比較限製拓撲的選擇和輕載的效率。
3. 48V DCDC
48V DCDC隻(zhī)用於輕混,48V DC側與48V電池(chí)相連(lián),12V DC側與12V 電池相連(lián)。用途與高(gāo)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(yǒu)變壓(yā)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(pū)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(cè)與AC電網/AC負載(zǎi)相連,DC側(cè)與動力電池相(xiàng)連。主要功能是從AC電網給(gěi)動力電池充電/從動力電(diàn)池給AC負載供(gòng)電。
目前絕大多數車載充電機的功率不大於11kW。更大(dà)功率的車(chē)載充(chōng)電機在電網規格適應性、散熱條件等(děng)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(de),因此車(chē)載充電機的功能安全需求是電力電子零(líng)部件中最低的。但是由於結構相對其他電力電子(zǐ)零部件更(gèng)為複雜,電力電子方麵的優化空間(jiān)又是最大的。可以說是一個(gè)“不太汽車”的零部件。
5. 集成
零部件集成是目前的大(dà)趨勢。目前比較流行(háng)的有三合一電橋(電機控製器+電機+變速箱)、CharCon(高壓轉低壓(yā)DCDC+車載充電機)。過去還出現過(guò)INVCHAR(電機控製器+車載充電機)、INVCON(電機控製器+高壓轉低壓DCDC)等產品。
集(jí)成方(fāng)式可以是機(jī)械集成,即將兩塊單獨的電力電子(zǐ)PCB放在一個(gè)機械結(jié)構(gòu)裏,不涉及電集(jí)成。也可以(yǐ)是電集成、磁集成,即共用部分器件和磁元件,以達到(dào)節省空間和成本的目的。(無線充電暫時不介紹)
可以看出,其實(shí)新能源車的電力電子(zǐ)相關的零部件並沒有很多,大部分結構也相對(duì)簡單。並且隨著新能源(yuán)車的發展,車載充電機和48V DCDC可能(néng)會逐漸消(xiāo)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(de)結構相對簡單(dān),隨著之後的設計逐漸趨於成熟穩定,純(chún)電力電力工程師的發揮空間還會有(yǒu)多少,也(yě)就不得(dé)而知了,需(xū)要時間檢驗。