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混動汽車和電動汽車架構(gòu)差異
混動汽車和電動汽車有許多架構(gòu)上的差異。圖1 和圖2 顯示了這兩種架構(gòu)的簡化示意圖。強混動（或并行混動）和純電動汽車的電氣化動力總成都是由大容量電池提供的高電壓(HV) 總線來驅(qū)動的。
本文節(jié)選自白皮書《新興混動汽車和電動汽車直流對直流轉(zhuǎn)換器設(shè)計與測試解決方案》
文末附白皮書下載方式！
圖1. 強混動/ 全混動汽車的簡化示意圖
逆變器和電動機/發(fā)電機的功率電平最低大約60 kW，最高可以超過180 kW。除了大容量鋰電池以外，另外一項重大投資就是開發(fā)這些架構(gòu)。大多數(shù)組件都是雙向的，允許電力從電池流向逆變器，使電動機開始轉(zhuǎn)動和推動汽車運動起來（牽引驅(qū)動）。而在減速時，汽車的動量又驅(qū)使發(fā)電機轉(zhuǎn)動，再通過逆變器回收電力并為電池重新充電（再生制動）。
在中度混動(MH) 汽車中，電動機/發(fā)電機、逆變器和電池也都是雙向的。它們雖然不足以完全獨立驅(qū)動汽車（像在混動汽車或電動汽車中一樣），但仍然可在加速期間為發(fā)動機補充電力，并在減速時為電池重新充電。中度混動汽車的電壓電平通常是48 V，可使高電壓總線保持在60 V 的安全額定電壓內(nèi)，也能以相同的額定電流為12 V 總線提供四倍的電力。
圖2. 中度混動汽車的簡化示意圖
直流對直流轉(zhuǎn)換器是這兩種架構(gòu)中的關(guān)鍵組件，它將高電壓總線（中度混動汽車為- 48 V；電動汽車/混動汽車為100 V）轉(zhuǎn)換為傳統(tǒng)的12 V 電力總線，后者為大多數(shù)電子負(fù)載供電。我們要討論的重點是直流對直流轉(zhuǎn)換器的仿真、設(shè)計、調(diào)試、驗證和制造測試。
在強混動汽車或電動汽車應(yīng)用中，直流對直流轉(zhuǎn)換器的作用是將高電壓總線中的電力轉(zhuǎn)換到12 V，從而為12 V 電池充電。目前還沒有將12 V 總線的電力“提升”到高電壓總線的應(yīng)用，因此這些架構(gòu)中的直流對直流轉(zhuǎn)換器基本都是單向的。然而，在中度混動架構(gòu)中，直流對直流轉(zhuǎn)換器除了要從48 V 總線為12 V 電池充電外，還需要將12 V 總線中的電力轉(zhuǎn)換到48 V 總線。主要的應(yīng)用是，在使用接觸器將48 V 電池連接到該總線之前對48 V總線（即逆變器的輸入電容）進(jìn)行預(yù)充電。預(yù)充電對電池電壓和逆變器輸入進(jìn)行均衡，從而能最大程度減小接觸器的電弧現(xiàn)象。
隨著這兩種架構(gòu)的市場不斷發(fā)展，高壓總線上還會增加新的負(fù)載。高壓總線上的負(fù)載通常比低壓總線上的負(fù)載效率更高。此外，電子負(fù)載僅在需要時（比如泵）進(jìn)行電子控制和通電，效率遠(yuǎn)超機械負(fù)載，因為后者與機械動力總成始終保持連接。隨著越來越多的負(fù)載過渡到使用高壓總線，這就可能額外產(chǎn)生將12 V 總線上的電力提升到高壓總線的需求。例如，鋰離子電池在低溫下性能不佳。因此，當(dāng)發(fā)動機啟動器由高壓總線供電時，采用12 V 鉛酸電池就會多有益處。因為它具有良好的冷啟動能力，可以通過直流對直流轉(zhuǎn)換器將電力返回到高壓總線，幫助啟動器驅(qū)使發(fā)動機開始運轉(zhuǎn)。
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《新興混動汽車和電動汽車直流對直流轉(zhuǎn)換器設(shè)計與測試解決方案》
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