全面解析新能源汽车高压充配电总成各部件

随着新能源汽车技术的不断进步,汽车零部件的集成化和标准化已成为行业发展的核心趋势。这一变革不仅推动了产品更新换代的速度,还为平台化应用带来了更多可能。集成化策略将原本分散的系统进行整合,减少了组件数量,缩小了体积,减轻了重量,并提升了效率。以比亚迪为例,其基于“e 平台”的电动汽车通过高度集成和一体化控制,显著提高了整车性能,降低了能耗,并增强了可靠性,从而进一步推动了电动车的广泛普及。

高压充配电总成三合一,通常包含车载充电机(OBC)、高压配电盒(PDU)以及DC-DC转换器。部分总成还会进一步集成双向交流逆变式电机控制器(VTOG),从而构成所谓的“四合一”系统。

一. 车载充电机的构造与工作原理

车载充电机主要由主电路、控制电路、线束和标准件四大部分组成。主电路负责将交流电高效转换为稳定的直流电,而控制电路则负责管理场效应管的开关动作,并与电池管理系统(BMS)实时通信,监控充电机的工作状态,同时与充电桩进行数据交换。线束和标准件则负责连接主电路和控制电路,确保组件的稳固连接。

其工作原理如下:220Vac的交流电首先经过EMI滤波电路进行噪声抑制,随后通过AC-DC转换器整流为直流电。经过PFC功率因数校正电路进行升压后,再经过开关和变压器进行进一步升压。最终,通过LLC整流滤波输出高压直流电,为动力电池提供充电支持(需经过两次升压过程)。

二. 高压配电盒的功能与特点

电动汽车的高压配电盒(PDU)作为电能分配的关键单元,其作用不可忽视。鉴于高压系统的高电压和大电流特性,确保安全性和可靠性成为首要任务。高压电源通过高压电缆输入PDU后,将根据车型需求被精确分配至各个高压电器部件。同时,整个系统必须严格遵守安全性、绝缘性和电磁兼容性等规范要求。
三. DC-DC 转换器的功能与工作原理
DC-DC转换器在电动汽车中扮演着至关重要的角色。它不仅驱动直流电机,为辅助系统提供必要的电源,还负责向车灯等低压设备稳定供电。此外,该转换器还能将动力电池的高压直流电转换为低压直流电,进而为低压蓄电池充电。在混合动力系统中,DC-DC转换器通过采用不同类型的转换技术(如升压、降压或双向转换),来灵活匹配不同的电源特性。

其工作原理如下:输入电压范围设定为DC290420V,而输出电压范围则为DC914V。通过在上电前后测量铅酸蓄电池的端电压,可以判断DC-DC转换器是否工作正常。若上电后电压稳定在8~14V之间,则表明转换器运行良好。

四. 双向交流逆变式电机控制器

该控制器属于电压型逆变器范畴,通过IGBT技术将直流电高效转化为交流电。它综合考量挡位、加速踏板以及制动踏板等多重信号,以精准控制电机的旋转方向、输出功率、扭矩大小及转速。不仅如此,该控制器还具备智能充电管理功能,不仅能进行交直流之间的灵活转换,更能实现双向充放电的精准控制。特别适用于将充电功率超过3kW的交流电(涵盖单相与三相交流电)高效转换为高压直流电,从而为动力电池提供可靠的充电支持。

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