馬洪吉

（華泰汽車研發(fā)中心，北京 102218）

隨著863計劃電動汽車重大專項的分布實施，我國在燃料電池汽車、純電動汽車和混合動力汽車等新能源環(huán)保汽車方面已經具備了較好的開發(fā)能力，并通過整車集成配套技術的研發(fā)實現了與傳統(tǒng)汽車的技術對接，并逐步向產業(yè)化延伸。而DC／DC變換器是電動汽車輔助電源系統(tǒng)的主要供電設備，并為蓄電池充電。其效率 （85%～95%）遠高于發(fā)電機正常轉速時的效率 （50%），并且輸出穩(wěn)定、體積小、質量輕。

在新能源環(huán)保汽車DC／DC變換器選型中，考慮DC／DC的高效節(jié)能，同時避免功能重復，準備用DC／DC取代傳統(tǒng)發(fā)電機，為整車低壓系統(tǒng)持續(xù)供電。由于動力電池的電壓范圍變化較大，且部分傳統(tǒng)附件被電動附件取代，整車低壓負載有所增加，因此要進行DC／DC變換器選型，在既定的電壓范圍內滿足整車低壓用電。本文僅針對某一款純電動車進行DC／DC變速器的選型及分析。

1 技術要求

1.1 基本功能要求

DC／DC變換器的轉換效率應大于85%，波紋小于150 mV，具備過溫保護、過壓／欠壓保護、過流保護、低壓端反接保護、漏電保護功能、高可靠性，防水等級達到IP55或更高，滿足GB／T 24347—2009電動汽車DC／DC變換器中的相關技術要求。

1.2 基本組成及原理框圖

DC／DC變換器主要由濾波器、逆變電路、輸出高頻整流濾波、輸出二級濾波以及CPU控制電路組成。其中輸入濾波器對于電磁兼容有很大作用，有效地抑制了傳導干擾。高頻整流濾波與二級濾波的共同作用使電源的輸出紋波大大降低。CPU控制系統(tǒng)用于控制各種負載變換情況下的穩(wěn)定輸出。其原理框圖如圖1所示。

1.3 控制原理圖

電池管理系統(tǒng)檢測蓄電池兩端的端電壓，當檢測到電壓小于某一設定值 （13.8V）時，控制DC／DC變換器開始工作，由動力蓄電池提供能量，為蓄電池充電。DC／DC變換器控制原理圖如圖2所示。

1.4 工作電壓范圍

以某一款純電動車為例，其設計動力電池 （磷酸亞鐵鋰）標稱電壓320 V，電池單體電壓下限為2.5 V，電池單體電壓上限為3.65 V。總電壓下限為2.5×100=250 V， 總電壓上限為3.65×100=365 V， 即DC／DC變換器輸入電壓的范圍是250～365V或更寬。

2 功率選擇

2.1 基本思路

根據整車所有負載電流If確定DC／DC的輸出額定電流Ig，使整車電源系統(tǒng)達到電平衡。

2.2 整車所有設備負載電流If

根據純電動車整車用電設備不同的工作特性，將其分為長期接通、連續(xù)接通、短期接通和EV附加4種狀況，賦于不同的權值，具體情況如表1～表4所示。

表1 長期接通電器部件功率

表2 連續(xù)接通電器部件功率

表3 EV附加電器部件功率

表4 短期接通電器部件功率

整車計算功率值為

整車所有負載電流為

2.3 功率選取

為保證某款純電動車整車實際用電和蓄電池的充放電平衡，DC／DC變換器容量應大于整車的計算負荷，一般按1.2倍率考慮。初步選定某款純電動車用DC／DC變換器規(guī)格為14.2 V／64.59 A， 即14.2 V／918 W。 所以DC／DC變換器的規(guī)格為14.2 V／918W。

3 總結

1）針對某款純電動車用DC／DC變換器初定規(guī)格為14.2V／918W。

2）后期需要關注DC／DC變換器發(fā)展趨勢，比如把DC／DC變換器集成到逆變器總成中的技術。

3）DC／DC變換器開始工作的控制方式還有幾種，如鑰匙控制、整車控制器控制等，控制方式最優(yōu)化仍待研究。