(H)EV—车载电池充电器

综述

为您的拓扑、参考设计、评估板和设计资源寻找推荐的 IC，用于满扭矩和更高的续航能力下的电动传动系系统

车载充电器 (OBC) 是内置在车辆里，用于停车时从交流电网为高压电池再充电的系统。插电式混合动力汽车 (PHEV) 和电池电动汽车 (BEV) 的更高行驶里程是通过提高电池容量和电子元件的能源效率来实现的。所使用的电池电压等级趋于标准化，约为 450V，并有向更高电压发展的趋势，因为这支持更短的充电时间，并简化车内布线。分立式高压元件被广泛用于 OBC（车载充电器）应用，并由于价格压力，取代了越来越多基于模块的解决方案。快速充电的趋势也影响了 OBC 拓扑结构对功率范围的要求，因此新趋势是 11 kW 甚至高达 22 kW 的设计。此类发展，加上对高效率和高功率密度且低系统成本的需求，强力推进了三相解决方案的使用。如今通常情况下，从电网到电池的电力流向是单向的，但也有双向使用的情况，如电池到负载或电池到电网。

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产品

(H)EV—车载电池充电器图解

系统优势

  • 适用于插电式混合动力汽车和电动车
  • 集成功率因数校正 (PFC)
  • 电流隔离
  • 输入和输出电压范围广
  • 可调节的电流限制
  • 汽车标准通信 (CAN)
  • 模块化方案，可实现一至三相交流供电

查看三相车载充电器的示例：

3-phase onboard charger

    PFC 级

    • 校正系数 > 0.9
    • 直流链路电压调节
    • EMC 输入滤波器
    • 对地隔离

    —>通常通过标准升压拓扑结构或图腾柱拓扑结构实现

    HV-HV 直流-直流转换器

    • OBC 输出电压调节
    • 设置充电电流
    • 电流隔离
    • EMC 输出滤波器

    —>通常通过 LLC 拓扑或 ZVS 相移拓扑（零电压开关）实现

    优势：

    • 适用于所有所需功率等级：2.3 kW 到 22 kW
    • 成本优化的解决方案(功率半导体数量有限)
    • 实施简单

    劣势：

    • 效率不高（整流器损耗）
    • 无法实现双向使用

    下列部件的推荐产品

    优势：

    • 适用于所有所需功率等级：3 kW 到 22 kW

    • 使用有源整流时，效率更高
    • 可轻松升级，实现双向充电

    劣势：

    • 成本高（组件数量多）

    • 实施复杂

    • 客户对快速开关 IGBT 的控制经验不足

    推荐产品

     

    优势：

    • 适用于全部所需功率等级：2.3 kW 到 22 kW
    • 广泛应用于工业和消费者应用
    • 在输出端无需扼流圈过滤纹波
    • 轻松升级，实现双向充电

    劣势：

    • 控制算法复杂
      • 控制需要严格遵守谐振频率
      • 控制失当会导致 OBC 受损
    • 需要恒定的输入电压

     

    推荐产品

     

    优势：

    • 适用于全部所需功率等级：2.3 kW 到 22 kW
    • 广泛应用于工业和消费者应用
    • 在输出端无需扼流圈过滤纹波
    • 轻松升级，实现双向充电

    劣势：

    • 控制算法复杂
      • 控制需要严格尊重谐振频率
      • 控制失当会导致 OBC 受损
    • 需要恒定的输入电压

    推荐产品

     

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    CoolMOS™ CFD7A —— 身处汽车应用领域的激烈竞争中

    作为最新发布的 HV SJ 功率 MOSFET 系列，CoolMOS™ CFD7A 融合了无与伦比的技术知识和成熟的英飞凌汽车质量标准，远超 AEC-Q101 标准。本征速体二极管和更高的效率水平使其成为适用于 PFC/DC-DC 级的可靠器件。电池系统的电压通常可达到 475 V，低开关损耗使其具有优异的轻负载/满载效率。车载充电器设计将变得更加紧凑和高性能。

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    • 了解车内充电的工作原理
    • 熟悉车载充电器 (OBC) 的概念和不同的充电类型
    • 认识到车载充电的要求并识别不同的电源拓扑结构

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    • 了解什么是电动汽车电池充电
    • 认识到现有的三种不同充电类型
    • 了解如何实现这三种类型的充电

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    • 了解英飞凌的功率半导体模块产品组合是如何解决电动汽车行业的主要挑战的
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