2021年07月21日 | 新能源汽车车载充电机技术发展分析

2021-07-21

新能源汽车充电机主要分为直流式和交流式两大类，直流充电机主要采用直流充电模式为电动汽车动力蓄电池总成进行充电的充电机；交流充电机是采用交流充电模式为电动汽车动力蓄电池总成进行充电的充电机。其中，交流充电机多以三相或单相交流电源向电动汽车提供充电电源的模式，充电机为车载系统。

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车载充电机作为一个电力电子系统，主要由功率电路和控制电路组成。对于功率电路，由变压器和功率管组成的 DC-DC 变换器是其重要组成部分；对于控制电路，它的核心是控制器，用来实现与 BMS 的 CAN 通信，对电池的状态进行采集分析和判断，进而调整充电机的充电参数并控制功率电路按照三段式充电曲线给锂电池组充电。

目前，评价一款好的车载充电机，基本需具备以下五大特征：

1）安全：与电网连接，防范产品在失效情况下的电气风险

2）可靠：产品全生命周期内可靠稳定运行，并降低谐波对电网电源质量的影响

3）高效：高能效，涉及车辆的充电计费

4）物美：合理的产品体积，结构、外观满足整车系统集成要求

5）价廉：高功率密度（kW/Kg），且保证车载充电器满足整车成本控制要求

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车载充电机技术趋势分析

对于车载充电机产品扩功率、降成本的发展趋势，主要形成两种技术趋势：一是单向充电技术向双向充电技术发展；二是单相充电技术向三相充电技术发展。

技术趋势一：单向充电技术向双向充电技术发展。车载充电机与DCDC集成，单向低功率车载充电机产品仍将大范围应用，如PHEV，小型化EV领域。通过新系统集成化设计用以优化降低成本，推出高效且便宜的车载充电器，将充电机与DCDC功能集成可减少电气连接、复用水冷基板及部分控制电路。此外，电动汽车智能驾驶技术发展使无线充电进一步成为技术风口，电池能量的提升和客户需求的变化加速双向充电技术的发展。

技术趋势二：单相充电技术向三相充电技术发展，重点聚焦集成充电器技术。在现有充电标准内增加AC充电水平存在较大潜力，许多电动汽车不支持高于6.6kW的交流充电功率水平，因此需要用到交流连接器。

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标准化充电功率与EV交流充电功能之间还未完全匹配，在现有充电标准内增加AC充电水平存在较大潜力。提升充电功率并降低车辆充电系统的成本、重量和所需空间的技术路径是将电池充电器和电机驱动器有效集成，集成充电器设计用于在这些功率水平下充电的EV时，还需要避免了额外的冷却系统和部件要求。

近来，车载充电机朝着智能化、小型化、轻量化、高效率化的方向发展，指出技术研发目标：智能化充电，电池充放电安全管理，提高车载充电机效率和功率密度，实现车载充电机的小型化等，在需求拉引和技术推进下，车载充电技术将实现不断创新。

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