之前了解了BOOST升壓電路的原理,再來(lái)理解升壓充電就容易多了。
【資料圖】
我們觀察下,發(fā)現(xiàn)升壓電路的實(shí)現(xiàn),無(wú)非就是輸入端的電源Vin,儲(chǔ)存電流的電感L,開(kāi)關(guān)器件(可以是MOSFET,也可以是IGBT等),二極管D,儲(chǔ)存電荷的電容C,以及輸出端的負(fù)載。
開(kāi)關(guān)管閉合時(shí),電源Vin給電感充電
開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí),由于電感中電流不能突變,電感會(huì)感應(yīng)出一個(gè)與電流下降方向相反的電壓ΔV=-Ldi/dt,疊加在輸入端,電流流向負(fù)載,因此,此時(shí)負(fù)載端的電壓變成了Vout=Vin+ΔV
開(kāi)關(guān)再次閉合時(shí),電源被短路,負(fù)載端的電壓和電流由電容C來(lái)維持。
因此,整個(gè)升壓電路的核心在于電感,只要有大電感,配合MOSFET/IGBT和電容,就能實(shí)現(xiàn)BOOST升壓。
對(duì)于800V的車來(lái)說(shuō),只能使用800V的充電樁,400V的樁是充不進(jìn)去電的,要想充電,就要整車增加400V升800V的額外的升壓系統(tǒng)來(lái)兼容400V的樁。目前一般方法是通過(guò)額外增加升壓DC-DC boost電路實(shí)現(xiàn)。這樣多了一個(gè)系統(tǒng),對(duì)整車的布局和成本控制都是不利的。(保時(shí)捷Tycan就額外增加了400V轉(zhuǎn)800V的升壓系統(tǒng))
前幾天看到去年比亞迪發(fā)部的驅(qū)動(dòng)復(fù)用電機(jī)升壓方案替代傳統(tǒng)DC-DC,國(guó)內(nèi)的車企在這方面的技術(shù)讓人眼前一亮,查了下專利,發(fā)現(xiàn)除了比亞迪,還有廣汽埃安,華為,小米,蔚來(lái)等都有專利布局。
原理邏輯很簡(jiǎn)單,實(shí)現(xiàn)升壓的關(guān)鍵元器件是電感,而電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)電機(jī),不就是一個(gè)大電感么,那么直接把驅(qū)動(dòng)電機(jī)當(dāng)成電感來(lái)用,不就可以實(shí)現(xiàn)這個(gè)升壓功能了嘛,何必再去搞一個(gè)獨(dú)立的DC-DC升壓系統(tǒng)。
同時(shí)有人會(huì)問(wèn)了,除了電感,開(kāi)關(guān)管也是要的;巧了,電驅(qū)中驅(qū)動(dòng)電機(jī)的正好是3項(xiàng)6組IGBT/MOSFET,正好就是開(kāi)關(guān)管的功能,專業(yè)對(duì)口。
如果上面這個(gè)三相的不好理解,補(bǔ)一張單項(xiàng)的:
如果還是不好理解,看下圖,有一一對(duì)應(yīng)關(guān)系:
完整對(duì)應(yīng)400V轉(zhuǎn)800V的電路功能,充電槍400V對(duì)應(yīng)boost電路的輸入Vin,使用電機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)boost電路中電感的功能,使用電控中的IGBT/MOSFET模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)和二極管的功能,最后將電壓升到800V輸出到電池,給電池充電。
這樣就實(shí)現(xiàn)了,通過(guò)利用電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行升壓,無(wú)需再用單獨(dú)的DC-DC升壓模塊。
來(lái)看看比亞迪2018年的專利:
再看看廣汽埃安2022年12月份的專利:
再看小米2022年底的專利:
總的來(lái)講,都是通過(guò)把電驅(qū)動(dòng)里的電機(jī)當(dāng)作電感,IGBT/MOSFET模塊正好也是開(kāi)關(guān)管,就實(shí)現(xiàn)了把驅(qū)動(dòng)電路倒過(guò)來(lái),也可以當(dāng)升壓BOOST電路使用,這樣,就不需要再重新買個(gè)升壓DC-DC系統(tǒng)了,節(jié)約了整車的成本,也節(jié)約了整車電器架構(gòu)的設(shè)計(jì)空間。
審核編輯:湯梓紅
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