新能源汽车车载OBC技术及实物拆解

新能源汽车用户关心的两大体验维度包括驾驶体验(涵盖动力、舒适性、娱乐功能和安全性)以及充电速度。其中,充电速度与车载OBC技术息息相关。本文将深入探讨新能源汽车车载OBC技术及其拆解过程。
新能源汽车车载OBC技术及实物拆解-有驾
上图展示了威迈斯公司(今年新晋上市企业,OBC和DC/DC技术领先者)的OBC车载充电机。车载OBC(On-Board Charger),作为新能源电动车的关键部件,负责将交流充电桩输出的电能转换为高压直流电,为车辆的动力电池充电。
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从更宏观的视角来看,新能源汽车的核心部件可划分为动力电池、电驱系统(包括控制器、电机和减速器),以及小三电系统(PDU、DC-DC和OBC)。其中,OBC在电动汽车的设计和性能中扮演着至关重要的角色。
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新能源汽车的OBC主要分为单向和双向两种类型。其电路结构由功率电路(包括PFC和移相全桥/LLC)以及控制电路组成。单向OBC仅能为动力电池充电,而双向OBC则能够将动力电池的直流电逆变为家用220V交流电。
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在评估OBC性能时,需考虑多项技术指标,如功率等级(国内外新能源汽车常见的充电功率包括3.3kW、6.6kW、11kW和22kW)、转换效率(与散热方式紧密相关)、体积与重量(汽车对部件的严格限制推动了DC/DC、OBC的二合一或三合一集成趋势)、散热方式(包括主动风冷和液冷,其中液冷需求随功率提升至11kW而增加),以及成本因素(小三电供应商普遍面临的成本挑战)。
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车载OBC的拓扑结构主要由PFC(功率因数校正器)和隔离DC-DC组成的AC-DC转换器构成。PFC负责将电网的交流电压转换为直流电压,并确保输入交流电流与电压同相位;而DC/DC则进一步将PFC输出的直流电压转换为所需的充电电压,实现恒流或恒压充电功能。
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以下展示了采用SiC MOS器件的OBC部件系统框图,以及多家领先企业(包括wolfspeed、安森美、ST和英飞凌)的OBC系统框图,体现了各家在OBC技术上的不同设计和创新。
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接下来,我们将通过一系列拆机图来详细展示OBC的内部结构,包括wolfspeed的6.6kW OBC、其磁性元件与功率半导体的集成,以及比亚迪的OBC拆解实例。
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