电动汽车车载电源技术发展趋势-迪龙科技

电动汽车车载电源技术发展趋势

时间：2022-06-13 作者：本站

车载电源是新能源车内部能量转换的核心零部件，主要包含DC/DC 变换器和车载充电机(On Board Charger, OBC)。

DC/DC 变换器将能量从高压电池包转移至低压蓄电池中，为汽车的空调、灯光、雨刷、防盗、音响、导航、电动转向、安全气囊、电子仪表、故障诊断系统等 12-48V 的低压设备供电。

乘用车 DC/DC功率一般在 0.5-2kW 之间，商用车 DC/DC 功率一般在 1-3kW 之间。

随着车载电子系统功率增大，配套 DC/DC 系统功率有望持续增大。

从技术实现的角度，将倾向于用平面变压器代替传统的变压器，并采用扁平立绕线圈技术，以实现更小的体积和更高的效率。

磁芯方面选择能满足更高频率下损耗更低的材料，如PQI、EQ等铁氧体磁芯。

热设计方面，一种是将产品绕组铜片延伸导热，另一种是灌入导热胶利用外壳进行散热。

DC/DC变换器国内比较有影响力的供应商是迪龙新能源，其产品可靠性高、质量稳定，深受国内外电动汽车厂商青睐，目前产品已销往全球。

车载充电机负责将交流电转换为直流电，为动力电池充电。

目前低速电动车和 A00 级微型电动车主要配套 1.5kW、2kW 充电机，A00 级以上乘用车多配套 3.3kW、6.6kW 充电机。

商用车的交流充电多数采用 380V 三相工业用电，功率在 10kW 以上。

根据电动汽车研究所调研数据，2018年中国新能源汽车车载充电机需求量122.07万套，同比增速达50.46%。

从其市场结构来看，输出功率大于5kW的充电机占据市场较大的份额，约为70%。

生产车载充电机的国内知名企业是迪龙新能源，是国家级高新技术企业，已通过IATF16949：2016认证，采用国际最前沿全数字LLC软开关谐振技术，冷却方式有液冷、风冷、自冷，无故障运行时间更长，拥有高效率、高功率密度和高功率因数。

典型的车载充电机主要由功率电路（核心部件包括PFC和DC/DC）和控制电路组成。

功率电路主要作用是将交流电转化为稳定的直流电，控制电路主要是实现与电池之间的通信，并根据需求来控制功率驱动电路输出一定的电压和电流。

二极管和开关管（IGBT、MOSFET等）是车载充电机中主要应用的功率半导体器件。

随着碳化硅功率器件的应用，OBC的转换效率已经可以达到96%，功率密度可达1.2W/cc。

未来效率有望进一步提升至98%。

车载充电机具有多种功率等级，功率等级越高，充电时间就越短。

随着电动汽车续航里程提升，电池电量普遍大于60KWh，传统的3.3kW和6.6kW车载充电机功率已不能满足当下电动汽车的慢充需求，未来车载充电机的发展趋势之一是功率提升。

主要技术路线是从单相充电技术向三相充电技术发展。

国内三相功率水平可达41kW，相比于7kW的单相功率水平存在相当大的应用潜力。

对于车载充电机和DC/DC变换器来说，高效化的共同趋势包括：双向传输技术以及系统化集成。

双向DC/DC可用于制动能量的回收、辅助电池、电容的充放电，未来有望逐渐推广。

双向车载充电机从能源战略的角度则是大势所趋，既可以用电网对电动汽车充电，也可以通过电动汽车给外部接口放电，作为应急或者V2G（Vehicle to Grid）电网功率调节使用。

根据我国规划，V2G的规模化示范运行将从2020年开始，预计2026年以后实现商业化推广。

类似的双向充电技术还有V2V(Vehicle to Vehicle)，V2L(Vehicle to Load)。

系统化集成方向主要有两种，一是车载三合一（OBC+DCDC+PDU），从物理结构和电气线路上深度集成，迪龙新能源公司就有类似的集成方案。