知识点:充电机 车载充电机(OBC)为电动汽车(EV)的高压直流电池组提供了从基础设施电网充电的关键功能。当将电动汽车通过合适的充电线(SAE J1772,2017)连接到支持的2级电动汽车供电设备(EVSE)时,OBC就会处理充电。车主可使用特殊的电缆/适配器连接到墙插进行1级充电而将其作为"应急电源",但这样提供的功率有限,因此所需的充电时间更长。 OBC用于将交流电转换为直流电,但如果输入的是直流电,就不需要这种转换。当将直流快速充电桩连接到车辆时,这就会绕过OBC而将快速充电器直接连接到高压电池。
知识点:充电机
车载充电机(OBC)为电动汽车(EV)的高压直流电池组提供了从基础设施电网充电的关键功能。当将电动汽车通过合适的充电线(SAE J1772,2017)连接到支持的2级电动汽车供电设备(EVSE)时,OBC就会处理充电。车主可使用特殊的电缆/适配器连接到墙插进行1级充电而将其作为"应急电源",但这样提供的功率有限,因此所需的充电时间更长。
OBC用于将交流电转换为直流电,但如果输入的是直流电,就不需要这种转换。当将直流快速充电桩连接到车辆时,这就会绕过OBC而将快速充电器直接连接到高压电池。
图1:OBC电源路径功能块。
OBC在纯电动汽车(BEV)、插电式混合动力汽车(PHEV)和潜在的燃料电池汽车(FCEV)中都有所使用。这三种电动汽车(EV)统称为新能源汽车(NEV),但对系统级充电功能的要求各不相同。
表1:电动汽车OBC系统级要求。
接受交流电输入并将其转换为直流电输出的核心功能,为高压电池组充电提供了适当的电压和电流。一般而言,这种功能由于只提供从电网到汽车的输电,因此是单向的。OBC单元会根据整个电池的健康状况和电荷状态,改变电压和电流。
图2:410V锂离子电池组的典型充电曲线。(图片来源:安森美TND6318-D文档“On Board Charger (OBC) LLC Converter”)
OBC的设计约束包括交流输入、目标输出功率水平、电池组电压、冷却方法、空间约束,以及设计是单向供电还是双向供电。此外,在许多情况下,这类模块在功能安全上必须支持汽车安全完整性等级(ASIL)的B级或C级。
考虑到OBC的整体硬件功能模块,设计人员应解决以下问题:
对交流电源输入进行交流整流和功率因素校正(PFC)。
初级侧DC-DC。
次级侧整流(无源或有源)。
如果是双向的,还要进行次级侧DC-DC控制。
电压、电流和温度诊断。
用于通信和诊断的车载网络(IVN)。
与电动汽车供电设备(EVSE)的通信。
交流电源、12V电池和高压电池之间的隔离,这是个非常重要的安全要求。
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