
之前了解了BOOST升壓電路的原理,再來理解升壓充電就容易多了。
【資料圖】
我們觀察下,發現升壓電路的實現,無非就是輸入端的電源Vin,儲存電流的電感L,開關器件(可以是MOSFET,也可以是IGBT等),二極管D,儲存電荷的電容C,以及輸出端的負載。
開關管閉合時,電源Vin給電感充電
開關斷開時,由于電感中電流不能突變,電感會感應出一個與電流下降方向相反的電壓ΔV=-Ldi/dt,疊加在輸入端,電流流向負載,因此,此時負載端的電壓變成了Vout=Vin+ΔV
開關再次閉合時,電源被短路,負載端的電壓和電流由電容C來維持。
因此,整個升壓電路的核心在于電感,只要有大電感,配合MOSFET/IGBT和電容,就能實現BOOST升壓。
對于800V的車來說,只能使用800V的充電樁,400V的樁是充不進去電的,要想充電,就要整車增加400V升800V的額外的升壓系統來兼容400V的樁。目前一般方法是通過額外增加升壓DC-DC boost電路實現。這樣多了一個系統,對整車的布局和成本控制都是不利的。(保時捷Tycan就額外增加了400V轉800V的升壓系統)
前幾天看到去年比亞迪發部的驅動復用電機升壓方案替代傳統DC-DC,國內的車企在這方面的技術讓人眼前一亮,查了下專利,發現除了比亞迪,還有廣汽埃安,華為,小米,蔚來等都有專利布局。
原理邏輯很簡單,實現升壓的關鍵元器件是電感,而電動汽車的驅動電機,不就是一個大電感么,那么直接把驅動電機當成電感來用,不就可以實現這個升壓功能了嘛,何必再去搞一個獨立的DC-DC升壓系統。
同時有人會問了,除了電感,開關管也是要的;巧了,電驅中驅動電機的正好是3項6組IGBT/MOSFET,正好就是開關管的功能,專業對口。
如果上面這個三相的不好理解,補一張單項的:
如果還是不好理解,看下圖,有一一對應關系:
完整對應400V轉800V的電路功能,充電槍400V對應boost電路的輸入Vin,使用電機來實現boost電路中電感的功能,使用電控中的IGBT/MOSFET模塊來實現開關和二極管的功能,最后將電壓升到800V輸出到電池,給電池充電。
這樣就實現了,通過利用電驅動系統來進行升壓,無需再用單獨的DC-DC升壓模塊。
來看看比亞迪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:
總的來講,都是通過把電驅動里的電機當作電感,IGBT/MOSFET模塊正好也是開關管,就實現了把驅動電路倒過來,也可以當升壓BOOST電路使用,這樣,就不需要再重新買個升壓DC-DC系統了,節約了整車的成本,也節約了整車電器架構的設計空間。
審核編輯:湯梓紅
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