高效數(shù)字化控制車載電源成為電源業(yè)界的研究熱點

車載DCDC電源作為電動汽車的能量轉(zhuǎn)換裝置，其性能好壞關(guān)系著電動汽車是否能夠安全穩(wěn)定運行。由于電動汽車運行環(huán)境的特殊性，對車載電源的高頻化、高效率和小型化要求更高，而利用模擬電路控制車載電源有太多的局限性，因此簡單可靠、高效數(shù)字化控制車載電源成為電源業(yè)界的研究熱點。

DC/DC 變換器，作為電動汽動力系統(tǒng)中很重要的一部分，它的一類重要功用是為動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，空調(diào)以及其他輔助設(shè)備提供所需的電力。另一類，是出現(xiàn)在復合電源系統(tǒng)中，與超級電容串聯(lián)，起到調(diào)節(jié)電源輸出，穩(wěn)定母線電壓的作用。

電池是新能源汽車構(gòu)成的重要一環(huán)，無論新能源汽車經(jīng)過了多少輪發(fā)展，電池總是作為固定成員存在的。但是，無論是整車廠，還是零部件廠商，他們在實際測試時并不會一直采用真實電池來進行測試。由于電池本身的非一致性且存在-定安全隱患，因此大多數(shù)客戶會使用電池模擬器來替代實際電池來完成各種測試。電池模擬器的作用是模擬真實電池的輸出狀態(tài)和電池的充放電特性，并可以按用戶的需要，隨時改變電池soC, 放電深度，開路電壓，內(nèi)阻等條件，快速驗證待測設(shè)備在不同電池條件下的響應。新能源電動汽車行業(yè)的電機控制器、驅(qū)動電機、整車的測試試驗是電池模擬器的典型應用，用于替代動力電池、低成本、精準的測試解決方案。

非隔離雙向DCDC，結(jié)構(gòu)比較簡單，每個部件都是直接相連，沒有額外的能量損失，工作效率比較髙。對升壓側(cè)的電容要求比較高。主要的非隔離DCDC電路結(jié)構(gòu)有雙向半橋boost-buck電路，雙向buck-boost電路，雙向buck電路，雙向Zate-Sepic電路，

隔離電氣DCDC，就是將電源與用電回路作電氣上的隔離，即將用電的分支電路與整個電氣系統(tǒng)隔離，使之成為一個在電氣上被隔離的、獨立的不接地安全系統(tǒng)，以防止在裸露導體故障帶電情況下發(fā)生間接觸電危險。實現(xiàn)電氣隔離以后，兩個電路之間沒有電氣上的直接聯(lián)系。即，兩個電路之間是相互絕緣的。同時還要保證兩個電路維持能量傳輸?shù)年P(guān)系。電氣隔離的作用主要是減少兩個不同的電路之間的相互干擾，降低噪聲。

DC-DC變換器作為車載充電電源的關(guān)鍵能量轉(zhuǎn)換部分，設(shè)計要求也越來越高，其中最關(guān)鍵要求是：在輸入電壓范圍較寬時，車載DC-DC電源仍能保持較高的轉(zhuǎn)換效率、功率密度以及可靠性。然而，單級式拓撲在寬輸入電壓情況下，不僅要有效地調(diào)整輸出電壓，還需要確保自身的工作效率不受影響，并且動態(tài)性能要保持良好以及輸出電壓紋波不能太高，因此通常要折中考慮設(shè)計參數(shù)。根據(jù)種種要求，單級式拓撲不可能一直維持在最佳運行狀態(tài)[43]，因此采用兩級功率式DC-DC變換器。兩級式功率拓撲有以下優(yōu)勢，一方面，兩級級聯(lián)結(jié)構(gòu)中各個輸入級、輸出級電壓差都比單級拓撲結(jié)構(gòu)小，寬范圍輸入電壓帶來的電壓應力可以通過兩級結(jié)構(gòu)級聯(lián)分擔。另一方面，有易于變換器功率器件選型，隔離級變壓器也更容易進行優(yōu)化設(shè)計，從而有利于變換器轉(zhuǎn)換效率的提升。

每一個用電設(shè)備都有自身工作的額定電壓和額定電流，如果電動汽車中的用電設(shè)備經(jīng)常處于非額定狀態(tài)下工作的話，會大大降低電能轉(zhuǎn)換效率，壽命受損甚至會導致設(shè)備損壞。因此，DCDC的規(guī)格與所在系統(tǒng)的需求相匹配，才能更好的發(fā)揮功能。一般的選型思路不是直接將全部電氣功率加在一起，因為他們可能并不是全部同時工作的。應用到電動汽車車載DC/DC轉(zhuǎn)換器中，使其產(chǎn)品性能得到了大幅提高，成功獲得全球廣大客戶的認可，被應用到純電動汽車、混合動力汽車等各類新能源汽車當中。