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对话:探讨电动汽车OBC、DC/DC

作者:采集侠 时间:2020-06-10 18:10

编者按:随着电动汽车DC/DC+OBC朝着数字化深度集成、体积小、重量轻、功率密度大等趋势发展,给磁性材料、磁芯、磁性器件等上游企业也带来诸多考验,本期《对话》栏目,我们邀请了国内几位生产DC/DC变换器、OBC的知名企业代表,以及磁芯、磁性器件等上游相关企业,听听上下游企业对于电动汽车动力系统和电源转化等方面各方的诉求。

新能源汽车

DC/DC变换器是将某一直流电源电压转换成任意直流电压的变换器;车载充电机(OBC)是固定安装在电动汽车上的控制和调整蓄电池充电的电能转换装置,都是电动汽车动力系统中很重要的一部分。

目前,生产电动汽车DC/DC变换器的国外企业有TDK、德尔福、联合电子、博世、大陆、艾默生等,而国内则主要有欣锐科技、康灿新能源、英威腾、力工新能源、洛阳嘉盛、南京中港电力、富特科技、合肥华耀电子、通合电子、核达中远通、深圳威迈斯、金霆正通等。这些企业生产的DC/DC变换器功率有1kW-5kW多个功率段。

生产车载充电机的国外企业主要有科世达、艾默生、法雷奥、英飞凌、博世等企业,国内企业有富特科技、英威腾、欣锐科技、力工新能源、洛阳嘉盛、南京中港电力、通合电子、得润电子、深圳威迈斯、金霆正通等。目前,国内车载充电机功率主要有3.3kW、6.6kW,国外亦有更高功率段的相关产品的应用。

嘉宾

康灿新能源谢根华:DC/DC转换器作为电动汽车的核心部件,其中最大的难点就在于热设计。对此,器件企业有何新的突破点?在材料和器件的选取上有何新的想法?

青岛云路王世伟:在新能源汽车的DC/DC电源方面,我觉得需要重视变压器的选型,选择最优的方案,最好用平面变压器的方案去设计。与传统变压器相比,同等体积,平面变压器的散热效果是最好的!

田村(中国)聂应发:是的,这对汽车厂商的选择来说是最优搭配,在性能上效率更高,体积更小。

青岛云路王世伟:目前国内如欣锐等厂家为了节省自身和客户成本,在DC/DC电源模块上采用的还是普通的变压器,而不是价格相对较高,但性能更好的平面方案。而像杭州富特等一些公司,在做DC/DC时,基本上用的就是平面变压器。磁芯方面,现在跟一些公司在合作,我们一直在寻找一些能满足更高频率下,损耗更低的材料。我们现在也跟很多公司在合作研发一些更高频率、损耗更低、性能更优异的铁氧体材料。

对于我们来讲,主要是觉得目前来讲的话,新能源汽车针对OBC、DC/DC功率密度要求越来越高。OBC从3.3KW,到6.6KW,再11KW,功率不断增大,但是体积其实并没有大多少,也使得整个模组的功率密度越来越大,所以器件要解决散热问题就越来越难。

大忠电子文成波:对于这方面的做法,大忠采用的是多功能的整合设计:包含磁性材料,导热材料,导电材料,金属屏蔽材料与吸波材料的选型与使用方法。进行系统设计和模拟仿真:包括电磁仿真,热仿真,可靠性测试。此外,针对新能源汽车器件需求,大忠建有汽车级标准的实验室。

铭普徐月朗:热设计从两方面来说,一个要看变压器磁芯,b值(磁感应强度)设定是否合理,磁芯是否适合在屏蔽下工作。一方面,设置一个合理的ΔB,让铁芯的温升不要过高。另一方面,对铜线或者是铜箔,要求其电流密度、集肤效应设计都要合理,这样避免绕组温升变化过大。另外设计方面的考量,可以通过软件进行仿真模拟,再进行样品实测对照,通过以上手法来控制它的温升。材料的选型上面,工作频率下选用合适的磁芯,也就是要考虑磁芯性的合适的工作频率范围。

斯比特刘吉云:现在主要都是用平板变压器了,一些传统的变压器现在可能还是有,但是越来越少了。平板变压器性能稍微高一点,较少出现失效的情况,而传统变压器,可能在使用一段时间以后,就会出现一些问题,一般变压器保质期是2-3年,而汽车的保质期最少都10年以上。

麦捷杨文彬:以我们磁件厂商的角度来看,热设计就是要解决散热问题。解决这个问题有以下几种方式:第一、常用的方式,将产品的绕组铜片像鱼须一样伸长,就可以让器件的热量随着伸长的铜片导出。另一种,受到特殊的条件限制,通过灌胶的方式将新能源导热胶灌封进去,利用外壳进行散热。

OBC