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1. DC-DC转换器的功能
CD-DC转换器是新能源汽车一个非常重要的部件,如图5-1-9所示。DC-DC转换器将一个不受控制的输入直流电压转换成为另一个受控的输出直流电压称之为 DC-DC 转换。目前,DC-DC 转换器在计算机、航空、航天、水下行器、汽车、通信及电视等领域得到了广泛的应用,同时这些应用也促进了DC-DC 变换技术的进一步发展。
DC-DC转换器在汽车上的应用可以这么理解,在传统的燃油汽车中,发动机装了个发电机来给车上的设备供电,那么新能源汽车里这个DC-DC转换器就是取代了传统燃油汽车中的发电机,将动力电池的高压直流电转化为整车低压12V直流电,给整车用电系统供电及铅酸蓄电池充电。
2. DC-DC转换器的类型
目前在新能源汽车里DC-DC有三种类型:
(1)高低压转换器(辅助功率模块)
此模块主要作用是取代传统燃油汽车的12V发电机,在混合动力车辆里,发动机输出的动力直接驱动高压继电器直接给电池系统补充电力,传统的12V的用电负荷就完全依靠DC-DC供给,功率范围可以从1KW-2.2KW。
(2)12V电压稳定器
12V电压稳定器主要用在部分启停start-stop系统,在启动中避免电压波动对一些敏感的负载造成影响或损坏,例如用户可见的负载,车内照明等,收音机和显示屏等,电压稳压器的功率等级随着用电器负荷而定,一般是200—400W。
(3)高压升压器
为了提高动力系统的效率,选用一个升压器来提高逆变输入的电压,这个部件是动力总成的一部分,集成在动力总成中。如果采用锂电池作为动力电池,升压器是一个十分重要的部分。
3.典型车型的DC-DC转换器
(1)比亚迪DC-DC转换器
比亚迪E6的DC-DC转换器主要用于降压和升压控制功能,安装在前机舱内。
1)降压
负责将动力电池318V的高压电转换成12V电源。DC-DC在主接触吸合时工作,输出的12V电源供给整车用电器工作,并且在低压电池亏电时给低压电池充电。
2)升压
当动力电池电量不足时,DC-DC将发电机发出的电,供整车低压用电器用电后多余的量升压后给动力电池充电及空调用电。
比亚迪秦混合动力汽车DC-DC转换器与驱动电机控制器安装在一起,位置与接口连接关系如下图所示。
1)在纯电模式下,DC-DC转换器的功能替代了传统燃油汽车挂接在发动机上的12V发电机,和蓄电池并联给各用电器提供低压电源。DC-DC在高压(500V)输入端接触器吸合后便开始工作,输出电压标称13.5V。
2)发动机启动发电机发出13.5V直流电,经过DC-DC升压转换成500V直流给动力电池充电。如下图所示是DC-DC转换器的控制原理框图。
(2)丰田普锐斯DC-DC转换
普锐斯混合动力汽车的DC-DC转换器内置于变频器中,并用一个内部控制线路操控。高压从一侧与内部控制线路连接,内部控制线路控制晶体管。12V直流电的输出直接给备用电池充电,在备用电池短路时保护DC-DC转换器,转换器可以通过输出端子测量实际输出电压的一个反馈信号。