小三电系统(PDU+DC+OBC)的技术研究

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公牛棋牌网址0 引言

近几年,在国家政策的支持下,新能源汽车产销量保持了较快增长,随着规模效应,国家逐步降低对新能源汽车的补贴,新能源行业也启动新一轮优胜劣汰,对于新能源整车企业,成本压力越来越大。新能源汽车发展时间较短,零部件质量,软件质量也是整车开发的难点。

针对这些问题,确定了小三电的技术方案:将主正、负接触器从PDU中移到动力电池内部,PDU只为PTC、EAC、无线充电等较小功率的高压电器配电;把车载充电和和DCDC变换器的功率模块和控制模块拆分,功率模块由具备丰富经验的电源生产企业设计生产,控制模块的软、硬件由整车企业设计生产,整车企业定义控制模块和功率模块的接口。

这种方案把既要满足汽车行业规范要求,又要满足电源规范要求的复杂车载充电机、DCDC做了简化成为功率模块和控制模块;功率模块只需要满足电源相关规范,有更多工业电源厂家可以进入,有利于实现规模化,产品质量也得到保证;控制模块的功能集成在VCU或是域控制器内,整车企业可利用成熟的软件开发流程,设计解决复杂的充电系统逻辑,从而减少了与充电机供应商的沟通成本,大大提高的软件可靠性。

1 技术分析及企业调研

欣锐科技、威迈斯、杭州富特三家国车载电源企业,占国内68%的市场份额,32%的份额被其它车载电源企业瓜分。特斯拉和国内的如广汽、吉利、蔚来、奇瑞等各家的技术方案各不相同。小型化、集成化、高功率密度化就市场需求的方向,把小三电成为更利于规模化的产品的企业,将会在下一轮竞争中胜出。

1.1 车载充电机和DCDC的技术方案

电动汽车的OBC主要由功率电路(PFC+移相全桥[1]/LLC)和控制电路组成,可分为单向OBC和双向OBC,单向OBC只能给动力电池充电,双向OBC可以把动力电池的直流电逆变成为家用220V交流电

。OBC+DCDC磁集成,如图1所示。OBC、DC共用控制电路、DC输出全桥电路、DC输出滤波电路,能够降低成本,减小体积。

OBC和DC总成在整车上动用难度和工作量很大,逻辑单片机外围电路需要满足ISO16750相关的要求,逻辑功能要匹配整车进行调整定义,充电机的状态机定义,充电上、下电时序,电子锁控制及检测电路与整车的电子锁的驱动方式及验证。使单件和软、硬件研发成本高昂。

1.2 高压配电盒方案分析

高压配电盒即PDU,由于PDU与整车电气布置相关,每个车型的PDU都有差异,所以PDU难以形成标准品。市场上主流方式有两种:一种是针对具体车型定制开发PDU产品;另一种方式是将PDU功能集成到其他零部件中,如针对具体车型定制开发OBC+DC+PDU多合一产品。

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