TI德州儀器多合一動力總成系統(tǒng)解決方案助力新能源汽車快速實(shí)現(xiàn)輕量、高效、降本-基礎(chǔ)電子

精品文檔-下載后可編輯TI德州儀器多合一動力總成系統(tǒng)解決方案，助力新能源汽車快速實(shí)現(xiàn)輕量、高效、降本-基礎(chǔ)電子當(dāng)汽車應(yīng)用程序可以用更少的零件完成更多的工作時，就可以在減少重量和成本的同時提高可靠性，這就是將電動汽車（EV）和混合電動汽車（HEV）設(shè)計與多合一動力總成系統(tǒng)相整合的思路。

什么是多合一動力總成組合架構(gòu)？

多合一動力總成系統(tǒng)整合了諸如車載充電器（OBC）、高電壓DC/DC（HVDCDC）、逆變器和配電單元（PDU）等動力系統(tǒng)終端器件。如圖1所示，可在機(jī)械、控制或動力系統(tǒng)級別應(yīng)用整合。

高電壓電池

逆變器

電機(jī)

12-v電池

圖1：電動汽車標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)概述

為什么多合一動力總成系統(tǒng)適合HEV/EV？

多合一動力總成系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)：

·提高功率密度。

·增加可靠性。

·優(yōu)化成本。

·具有標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化能力，設(shè)計和組裝更簡易。

當(dāng)前市場上的多合一動力總成系統(tǒng)應(yīng)用

有多種不同的方法來實(shí)現(xiàn)多合一動力總成系統(tǒng)，但是圖2概述了四種常見的方法（以車載充電器和高電壓DC/DC組合框?yàn)槔?，以便在組合動力系統(tǒng)、控制電路和機(jī)械時實(shí)現(xiàn)高功率密度。選項(xiàng)包括：

·帶有獨(dú)立系統(tǒng)的選項(xiàng)1；人氣逐漸降低。

·選項(xiàng)2可以分為兩個步驟：

·共享DC/DC轉(zhuǎn)換器和車載充電器的機(jī)械外殼，但拆分獨(dú)立的冷卻系統(tǒng)。

·共享外殼和冷卻系統(tǒng)（常見的選擇）。

·具有控制級整合的選項(xiàng)3當(dāng)前正發(fā)展到選項(xiàng)4。

·選項(xiàng)4具有的成本優(yōu)勢，因?yàn)殡娫措娐分械碾娫撮_關(guān)和磁性元件較少，但是它的控制算法也為復(fù)雜。

選項(xiàng)1獨(dú)立組件

選項(xiàng)2機(jī)械整合

選項(xiàng)3控制級整合

選項(xiàng)4功率級整合

電源

控制

機(jī)械

車載充電器（OBC）

車載充電器（OBC）

車載充電器（OBC）

車載充電器（OBC）

圖2：OBC和DC/DC多合一動力總成系統(tǒng)的四個常見選項(xiàng)

表1概述了當(dāng)今市場上的多合一動力總成系統(tǒng)。

OBC、高電壓DC/DC、PDU三合一高電壓整合，可優(yōu)化電磁干擾（EMI）（選項(xiàng)3）

整合了車載充電器和高電壓DC/DC轉(zhuǎn)換器的多合一動力總成系統(tǒng)（選項(xiàng)4）

43kW充電器設(shè)計，整合了車載充電器、牽引逆變器和牽引電機(jī)（選項(xiàng)4）

·6.6kW車載充電器

·2.2kW直流/直流

·配電單元

*第三方數(shù)據(jù)表明：此類設(shè)計可減少約40%的重量和體積并提升40%的功率密度

·6.6kW車載充電器

·1.4kW直流/直流

·磁性整合

·共享電源開關(guān)

·共享控制單元

（一個微控制器[MCU]控制功率因數(shù)校正級、一個MCU控制DC/DC級和一個高電壓DC/DC）

·6.6kW車載充電器

·1.4kW直流/直流

·磁性整合

·共享電源開關(guān)

·共享控制單元

（一個MCU控制功率因數(shù)校正級、一個MCU控制DC/DC級和一個高電壓DC/DC）

表1：三個成功實(shí)現(xiàn)的多合一動力總成系統(tǒng)

動力系統(tǒng)組合框圖

圖3描繪了一個動力系統(tǒng)框圖。該框圖實(shí)現(xiàn)了具有電源開關(guān)共享和磁性整合功能的多合一動力總成系統(tǒng)。

高電壓DC/DC

AC電網(wǎng)

DC/DC主電源

變壓器

DC-Link

變壓器

DC/DC二級電源

高電壓電池250V-450V

高電壓電池250V-450V

DC/DC主電源

DC/DC二級電源

低電壓電池9V-16V

變壓器

AC電網(wǎng)

DC-Link

DC/DC主電源

DC/DC二級電源

低電壓電池9V-16V

高電壓電池250V-450V

DC/DC主/二級電源

組合框（DC/DC+OBC）

圖3：多合一動力總成系統(tǒng)中的電源開關(guān)和電磁共享

如圖3所示，OBC和高電壓DC/DC轉(zhuǎn)換器都連接到高電壓電池，因此車載充電器和高電壓DC/DC的全橋額定電壓相同，使得車載充電器和高電壓DC/DC的全橋共享電源開關(guān)成為可能。

此外，將圖3所示將