D
所涉及的DCDC主要有三種類型,。
1）高低壓轉(zhuǎn)換器（輔助功率模塊）
此模塊的主要作用是取代傳統(tǒng)的12V發(fā)電機(jī),。如圖1所示,，強(qiáng)混以上的系統(tǒng)之中,，發(fā)動機(jī)輸出的動力直接驅(qū)動高壓繼電器對高壓電池系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)電,，傳統(tǒng)的12V用電負(fù)荷,，則完全依靠這個DC/DC變壓器供給,，因此傳統(tǒng)的用電負(fù)荷補(bǔ)給也就落實到了這里,。此類器件,，幾乎所有的新能源汽車都會應(yīng)用，功率范圍從1KW～2.2KW,，也是未來48V系統(tǒng)的一個核心元件,，將對此器件進(jìn)行展開。
圖1 高電壓轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用環(huán)境
DC-DC的三種類型
2）12V電壓穩(wěn)定器
12V電壓穩(wěn)定器,，如圖2所示,，主要是用在部分Start-Stop系統(tǒng)（如果有可能，后續(xù)對Start-Stop將要做個分類,，目前在歐洲SS系統(tǒng)已經(jīng)應(yīng)用非常廣泛了,。在啟動過程中，如果采用某種架構(gòu)用來防止電壓波動對一些敏感器件產(chǎn)生影響,。這里的敏感負(fù)載,，主要包括用戶可見的用電負(fù)載，如內(nèi)飾燈和收音機(jī)等,。電壓穩(wěn)壓器的功率等級,，隨著敏感用電器的負(fù)荷而定，一般為200～400W,；總體而言,，此類器件功率等級較小，成本要求較為苛刻,，歐洲的零部件廠家切入較早,，這類器件的技術(shù)已經(jīng)非常成熟。
圖2 12V電壓
3）高壓升壓器
這種高壓升壓器,，如圖3所示是一種選擇性的架構(gòu),，主要是某些整車企業(yè)，為了提高動力系統(tǒng)的效率,，選擇用一個Boost的升壓器來提高逆變器輸入的總線電壓,。因此,，這個部件集成在逆變器里面，作為動力總成的一部分,。此類器件,，由于在特定的部件條件下，通過系統(tǒng)設(shè)計優(yōu)化出來的一個附帶產(chǎn)物,，并不是每個整車企業(yè)都需要選擇,，特別是隨著鋰電化帶來的系統(tǒng)電壓等級的升高，這個器件對于普通的零配件企業(yè)而言不是很好的機(jī)會,。
圖3 高壓升壓器
高低壓轉(zhuǎn)換器部件的歷史及性能評價指標(biāo)
高低壓轉(zhuǎn)換器部件的歷史
由于在磁性材料和部件領(lǐng)域的優(yōu)勢,，加之日本混合動力汽車市場的培育較為成功，與日本整車汽車同步發(fā)展,，在這個領(lǐng)域耕耘比較好的,，是日本供應(yīng)商，比如TDK,；其產(chǎn)品線一代代進(jìn)化如圖所示,，產(chǎn)品主要應(yīng)用在本田的混合動力產(chǎn)品線上。其競爭對手Denso和Toyota Industry的產(chǎn)品,，在不同的普銳斯/凱美瑞的混合動力車上使用,，在整體銷量上，是處于地位的,，如圖5所示,。其他日本廠家如Shindengen Electric和Nichicon，也在依托其部件優(yōu)勢擠入汽車功率電子零部件市場,。傳統(tǒng)的汽車部件供應(yīng)商,，如博世、大陸和德爾福,，雖然切入這個領(lǐng)域不算太晚,，但這個部件的特點就決定較難依靠單一部件來盈利，在產(chǎn)量較低的時候,，BOM成本會很高,，不易切入,。其他在工業(yè)功率電子中比較成功的艾默生和臺達(dá)電子,，特別是后者依托其工業(yè)&消費功率電子的份額，在積極開拓這個市場,。
圖4 TDK DC-DC產(chǎn)品進(jìn)化藍(lán)圖
圖5 Denso和Toyota Industry的DC-DC 產(chǎn)品
性能評價指標(biāo)
表2 DC-DC產(chǎn)品性能表
Denso TDK
1 輸入電壓范 圍 288V(norminal)
2 輸出電壓范 圍 13 ～15V 14.5V
3 大輸出電 流 120A 100A
4 大效 率 96% 94%
5 半載效 率
6 尺 寸 360mm*95mm*105mm
7 重 量 2.7kg
拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
DC-DC的部件主要有以下的技術(shù)指標(biāo),，如表2所示：
1. 功率等級：不同等級的車輛，往往在配置上存在非常大的差異,，導(dǎo)致14V系統(tǒng)的動態(tài)功率需求變化,。按照模塊化開發(fā)的理念,，選擇不同的功率等級，來匹配不同等級的車輛,，經(jīng)過電氣平衡之后,，就可以覆蓋很多的車型。這算是目前較為流行的做法,。
2. 效率：對這個部件而言,，效率是個極端重視的目標(biāo)。它既決定了整個部件的散熱方式,，也決定了整個部件的壽命,。評價效率的時候，往往采用與輸出電流對應(yīng)的效率曲線來表征,，單個點上的大效率其實是個很有欺騙性的數(shù)據(jù),。
3. 容積&重量&功率密度：部件一體化的設(shè)計，目前對于部件的體積和重量都有著苛刻的要求,，從上面的圖形來看,，在這兩個指標(biāo)上，演進(jìn)是較為迅速的,。
4. 散熱方式：同大部分功率電子部件一樣,，在2KW左右的等級上，有主動風(fēng)冷和液冷兩種方式,。前者對于系統(tǒng)風(fēng)道有要求,，后者對于冷卻液管路的排布有著限制。即使開發(fā)出來可用的部件,，在整車集成的時候,，散熱也是一個很大的問題點。
5. 成本：目前來說,，這個部件的成本要求是非常嚴(yán)格的,，所以后面全橋這樣的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)所需要的MOSFET較多，也會被人放棄掉,。
