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混动汽车和电动汽车架构差异

2023-01-12 17:13:39·  来源：汽车测试网  
　
混动汽车和电动汽车有许多架构上的差异。图1 和图2 显示了这两种架构的简化示意图。强混动（或并行混动）和纯电动汽车的电气化动力总成都是由大容量电池提供的高电压(HV) 总线来驱动的。本文节选自白皮书《新兴混动汽车和电动汽车直流对直流转换器设计与测试
混动汽车和电动汽车有许多架构上的差异。图1 和图2 显示了这两种架构的简化示意图。强混动（或并行混动）和纯电动汽车的电气化动力总成都是由大容量电池提供的高电压(HV) 总线来驱动的。

本文节选自白皮书《新兴混动汽车和电动汽车直流对直流转换器设计与测试解决方案》
文末附白皮书下载方式！

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图1. 强混动/ 全混动汽车的简化示意图

逆变器和电动机/发电机的功率电平最低大约60 kW，最高可以超过180 kW。除了大容量锂电池以外，另外一项重大投资就是开发这些架构。大多数组件都是双向的，允许电力从电池流向逆变器，使电动机开始转动和推动汽车运动起来（牵引驱动）。而在减速时，汽车的动量又驱使发电机转动，再通过逆变器回收电力并为电池重新充电（再生制动）。

在中度混动(MH) 汽车中，电动机/发电机、逆变器和电池也都是双向的。它们虽然不足以完全独立驱动汽车（像在混动汽车或电动汽车中一样），但仍然可在加速期间为发动机补充电力，并在减速时为电池重新充电。中度混动汽车的电压电平通常是48 V，可使高电压总线保持在60 V 的安全额定电压内，也能以相同的额定电流为12 V 总线提供四倍的电力。

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图2. 中度混动汽车的简化示意图

直流对直流转换器是这两种架构中的关键组件，它将高电压总线（中度混动汽车为- 48 V；电动汽车/混动汽车为100 V）转换为传统的12 V 电力总线，后者为大多数电子负载供电。我们要讨论的重点是直流对直流转换器的仿真、设计、调试、验证和制造测试。

在强混动汽车或电动汽车应用中，直流对直流转换器的作用是将高电压总线中的电力转换到12 V，从而为12 V 电池充电。目前还没有将12 V 总线的电力“提升”到高电压总线的应用，因此这些架构中的直流对直流转换器基本都是单向的。然而，在中度混动架构中，直流对直流转换器除了要从48 V 总线为12 V 电池充电外，还需要将12 V 总线中的电力转换到48 V 总线。主要的应用是，在使用接触器将48 V 电池连接到该总线之前对48 V总线（即逆变器的输入电容）进行预充电。预充电对电池电压和逆变器输入进行均衡，从而能最大程度减小接触器的电弧现象。

随着这两种架构的市场不断发展，高压总线上还会增加新的负载。高压总线上的负载通常比低压总线上的负载效率更高。此外，电子负载仅在需要时（比如泵）进行电子控制和通电，效率远超机械负载，因为后者与机械动力总成始终保持连接。随着越来越多的负载过渡到使用高压总线，这就可能额外产生将12 V 总线上的电力提升到高压总线的需求。例如，锂离子电池在低温下性能不佳。因此，当发动机启动器由高压总线供电时，采用12 V 铅酸电池就会多有益处。因为它具有良好的冷启动能力，可以通过直流对直流转换器将电力返回到高压总线，帮助启动器驱使发动机开始运转。

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《新兴混动汽车和电动汽车直流对直流转换器设计与测试解决方案》

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