目前電動汽車的充電方式分為兩種:一種是車外使用,地面式充電樁,另一種是車內使用,即車載充電機OBC.
車載充電機實現電動汽車與電網之間能量轉換,也可以分為單向和雙向,單向直接向汽車電池充電,雙向則電池也可以反向將能量回饋到電網。

目前車載充電機OBC發展迅速,KW級已經實現多種量產‘
單向OBC:3.3KW,6.6KW,11KW,22KW;
雙向OBC:3.3KW,6.6KW,11KW;
在材料上,采用SIC/GaNmos得到了大量的應用;
充電樁在大功率、高電壓、雙向、超級快充、寬范圍等特點上實現了快速的飛躍式發展。
而OEM整車廠也開始了大范圍的自我研發,比如比亞迪等車廠。
OBC正向充電過程:

電網側將電能通過AC/DC進行輸出,經過DC/DC變壓后再送入到電池端;
OBC反向饋能過程:

動力電池通過DC/DC反向將多余的能量聯通DC/AC環節,將能量釋放回電網內部;
其中DC/DC的拓撲結構選擇對于能量的傳遞和消耗影響很大;

不同的拓撲搭建對于效率影響也是不同的。DAB和LLC對比下,LLC能夠獲得更高的效率和更低的EMI。
典型的雙向OBC電路拓撲結構如下所示:


采用高效率的雙電感設計,降低EMI和反向恢復時間

而在元器件選擇上,應選擇快速主開關和快速反并二極管來進行切換,

采用常規IGBT并不能滿足高效率的部分要求,所以需要選擇能快速釋放的元件;

快速IGBT在前端可以快速響應,首推汽車級的器件,能夠滿足電路延時、信號降噪和控制算法等方面的需求,英飛凌的IKW4N65F5A,耐壓650v,損耗01mJ,這種元器件基本都可以滿足常規要求。
采用LLCDC/DC網絡增益計算:

對于網絡增益的參數計算后可以設計電路內部電容的選取,保證內部吸收回路;

為了電壓和頻率的可調性能,要合理選取合適的電容。

雙向LLC設計過程中,需要考慮的技術難點解決,比如諧振回路開通或者關斷過程中電流過大等,脈沖設計等;

需要考慮電路的工作效率,包括正向的和反向的,這就要求控制方面的精準性,在正向和反向的時候能夠快速切換;

采用設計方案

為什么選擇SIC器件?
可以改善電路的性能,提升LLC電路的工作效率,增強可靠性,減少開通和關斷時間,增強電路抗擾性能;

在戶口使用時,OBC已經有所應用,直接便攜式可以攜帶,如下所示

其中有采用的參考方案

審核編輯 :李倩
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原文標題:車載OBC 的發展趨勢
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