電動汽車車載DCDC轉(zhuǎn)換器原理

車載DCDC轉(zhuǎn)換器的原理

車載供電設備是汽車電氣設備正常工作運行的前提，傳統(tǒng)汽車供電設備主要是蓄電池和由內(nèi)燃機驅(qū)動的發(fā)電機。而純電動汽車不再搭載內(nèi)燃機，取而代之的是搭載可充電的動力電池為整車提供高壓直流電，作為維系車輛正常工作運行的能量源。然而由于純電動汽車上大量的電子元件和控制系統(tǒng)都在使用12V電源，所以必須有一種裝置能夠?qū)Φ蛪盒铍姵剡M行充電，以保證充足的電量供車輛使用，這種裝置就是DC/DC轉(zhuǎn)換器，又稱直流電源轉(zhuǎn)換模塊。

純電動汽車通過使用DC/DC轉(zhuǎn)換器能夠?qū)恿﹄姵?00多伏的直流電壓轉(zhuǎn)換為14V的直流恒壓電源，供車輛使用。

其具備效率高、體積小、耐受惡劣工作環(huán)境等特點。

DC/DC轉(zhuǎn)換器工作原理圖

DC/DC轉(zhuǎn)換器常見于純電動汽車中，布置于前機艙。

當純電動汽車整車ON檔上電或充電喚醒上電，動力電池首先開始高壓系統(tǒng)預充電流程，被喚醒的VCU整車控制器發(fā)送給DC/DC轉(zhuǎn)換器使能信號，接到使能信號后，DC/DC轉(zhuǎn)換器開始啟動工作，把動力電池高壓直流電進行變壓后為低壓蓄電池充電，并作為電源為車上大量電子元件和控制系統(tǒng)供電。

DC/DC 變換器將能量從高壓電池包轉(zhuǎn)移至低壓蓄電池中，為汽車的空調(diào)、燈光、雨刷、防盜、音響、導航、電動轉(zhuǎn)向、安全氣囊、電子儀表、故障診斷系統(tǒng)等 12-48V 的低壓設備供電。乘用車 DC/DC功率一般在 0.5-2kW 之間，商用車 DC/DC 功率一般在 1-3kW 之間。隨著車載電子系統(tǒng)功率增大，配套 DC/DC 系統(tǒng)功率有望持續(xù)增大。

隔離型與非隔離型隔離式DC-DC：輸出的GND和輸入的GND是無關系的，也成為懸浮電源。2、非隔離式DC-DC：是一種在直流電路中將一個電壓值的電能變?yōu)榱硪粋€電壓值的電能的裝置

隔離技術(shù)，一般采用隔離變壓器進行隔離，保證絕緣隔離。

01. DC/DC轉(zhuǎn)換器概述

車載供電設備是汽車電氣設備正常工作運行的前提，傳統(tǒng)汽車供電設備主要是蓄電池和由內(nèi)燃機驅(qū)動的發(fā)電機。

而純電動汽車不再搭載內(nèi)燃機，取而代之的是搭載可充電的動力電池為整車提供高壓直流電，作為維系車輛正常工作運行的能量源。

然而由于純電動汽車上大量的電子元件和控制系統(tǒng)都在使用12V電源，所以必須有一種裝置能夠?qū)Φ蛪盒铍姵剡M行充電，以保證充足的電量供車輛使用，這種裝置就是DC/DC轉(zhuǎn)換器，又稱直流電源轉(zhuǎn)換模塊。

純電動汽車通過使用DC/DC轉(zhuǎn)換器能夠?qū)恿﹄姵?00多伏的直流電壓轉(zhuǎn)換為14V的直流恒壓電源，供車輛使用。

其具備效率高、體積小、耐受惡劣工作環(huán)境等特點。

02. DC/DC轉(zhuǎn)換器工作原理

DC/DC轉(zhuǎn)換器常見于純電動汽車中，布置于前機艙。

當純電動汽車整車ON檔上電或充電喚醒上電，動力電池首先開始高壓系統(tǒng)預充電流程，被喚醒的VCU整車控制器發(fā)送給DC/DC轉(zhuǎn)換器使能信號，接到使能信號后，DC/DC轉(zhuǎn)換器開始啟動工作，把動力電池高壓直流電進行變壓后為低壓蓄電池充電，并作為電源為車上大量電子元件和控制系統(tǒng)供電。

03. DC/DC轉(zhuǎn)換器廠家

近幾年，隨著電動汽車產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，對DC/DC轉(zhuǎn)換器的需求越來越大，極大地帶動了相關產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)的快速發(fā)展。

DC/DC轉(zhuǎn)換器是將一個直流電壓值的電能轉(zhuǎn)換為另一個直流電壓值電能的轉(zhuǎn)換裝置，主要由功率模塊、驅(qū)動模塊和控制模塊三個部分組成。

DC/DC轉(zhuǎn)換器作為電動汽動力系統(tǒng)中重要的一部分，它的一類重要功能是為動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、空調(diào)以及其他輔助設備提供所需要的電力，給車載電氣供電，它的電能來自于動力電池包的高壓直流電，將其轉(zhuǎn)換為低壓直流電給汽車低電壓車載用電器供電。

DC/DC轉(zhuǎn)換器的功率選型是由汽車的特性決定的，比如最高速、百公里加速、重量、最大扭矩和功率狀況(峰值功率、持續(xù)功率等)。

從電動汽車到燃料電池汽車，DC/DC轉(zhuǎn)換器都扮演著重要的角色，由于燃料電池輸出電壓不穩(wěn)，通過DC/DC轉(zhuǎn)換器閉環(huán)控制可以對其進行升壓和穩(wěn)壓，然后供給電機驅(qū)動器。

根據(jù)DC/DC轉(zhuǎn)換器在燃料電池汽車中的作用以及運行的特殊要求， DC/DC轉(zhuǎn)換器必須滿足以下要求。

01. DC/DC轉(zhuǎn)換器是能量傳遞部件，因此需要滿足轉(zhuǎn)換效率高的要求，以便提高能源利用率。

02. 由于燃料電池輸出響應較慢，故需要DC/DC轉(zhuǎn)換器具有良好的動態(tài)調(diào)節(jié)能力。

03. 為了提高汽車功率密度比，需要汽車部件體積小、重量輕，以提高燃料電池電動汽車的運輸能力，使其更有實用價值，因此DC/DC轉(zhuǎn)換器要滿足體積小、重量輕的要求。

動力電池模塊(通常乘用車是400V范圍內(nèi)的鋰離子化學電池)由電池管理系統(tǒng)(Battery Management System;BMS)進行管理和監(jiān)測，并通過一個車載充電機模塊(AC/DC充電機)進行充電，交流電壓范圍是從2200V的單相系統(tǒng)到380V的三相系統(tǒng)。

動力電池模塊通過一個雙向的DC/DC轉(zhuǎn)換器和DC/AC逆變器來驅(qū)動電機，同時用于再生制動，將回收的能量存入動力電池。

同時為了將動力電池的高壓轉(zhuǎn)化為可供車載電子設備使用和給蓄電池充電的13.8V電源，需要一個降壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器模塊。