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方案介绍

艾睿6.6KW车载OBC参考设计方案整体设计的体积相比于传统方案缩小了50%，并且能保证效率大于95%

车载充电机的描述和功能

车载充电机（OBC）最主要的功能是将外部提供的交流电，通过整流、升压转换成动力蓄电池充电所需的稳定的高压直流电，为动力蓄电池充电，保证车辆正常行使；此外在充电过程中，还为低压系统提供低压电源（一般为12V）。

另外，车载充电机还必须提供各种保护功能，包括过压、过流、过温、欠压等多种保护功能。能够在充电系统出现异常时会及时切断供电，在充电完成后自动切断输出。

在通讯方面，车载充电机的通讯系统还必须将充电状态发送给BMS，而且BMS需要通过通讯系统控制车载充电机的工作状态，并且可以将内部故障信息发送到CAN网络。

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功能示意图

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功能框架示意图

车载充电机的拓扑结构

车载充电机内部一般分为3部分：主电路、控制电路、线束及标准件。

主电路：前端将交流电转换为恒定电压的直流电，主要是全桥电路+PFC电路。后端为DC/DC变换器，将前端转出的直流高压电变换为合适的电压及电流供给动力电池。

控制电路：控制MOS管的开关，与BMS之间通讯，监测充电机状态，与充电桩握手等功能。

线束及标准件：用于主电路及控制电路的连接，固定元器件及电路板。

我们主要讨论主电路的方案。传统的OBC主要使用两级结构的拓扑，PFC+隔离DCDC的方案。这种方案中，按照功率电路的不同，又分为三种：

1. 传统桥式PFC+LLC方案，这种方案可以适配高电压的应用，常规的市电或者更高的电压系统都可以使用这种拓扑结构，这种拓扑的缺点是低输入电压的系统不适用。

（图片来源于网络）

2. 无桥式PFC+LLC方案，这种方案的优点是适应于各种宽电压范围的应用，对低输入电压的系统应用也同样支持。

（图片来源于网络）

3. 无桥式PFC+双变压器的LLC电路，这种拓扑的优点是可以降低变压器的高度，提高系统的功率密度。

（图片来源于网络）

以上三种是最常见的基础拓扑结构，但是实际应用中，现在基本上主机厂倾向于选择6.6KW的双向OBC，这种方案的优点是正向充电6.6KW，可以方便两个3.3KW的模块并联，非常适合现在的模块化设计方法。

（图片来源于网络）

OBC的发展方向和新材料的应用

车载充电机技术发展为新能源汽车的普及起到了推动作用，车载充电机对充电功率、充电效率、重量、体积、成本以及可靠性要求较高。为实现车载充电机的智能化、小型化、轻量化、高效率化的要求，新的研究方向主要集中在智能化充电、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方面。

除了OBC向马达驱动和OBC一体化发展外，新材料的应用特别是碳化硅器件的应用是满足现在OBC行业要求变化最好的研究方向。

艾睿提供的设计方案和参考设计

OBC的应用拓扑结构相对已经很成熟了，ARROW 的AE团队根据现在的市场情况设计了一款6.6KW的双向OBC，拓扑选择了图腾柱式PFC+CLLLC结构。整个方案使用碳化硅材料替代传统的IGBT应用，所以整体设计的体积相比于传统方案缩小了50%，并且能保证效率大于95%。具体的框架结构如下：

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具体的设计指标：

◆ ACDC双向功率转换

◆ 最大充电功率6.6KW

◆ AC端输入电压范围200Vac~265Vac 50Hz

◆ 输出范围：250Vdc~450Vdc，针对常见的应用336Vdc，可以支持最大19.6A的充电电流

◆ 最大逆变功率3.3KW

◆ 逆变最大支持336Vdc

◆ 逆变输出220Vac 50Hz

◆ 最大效率>95%

艾睿的方案支持多种控制平台和功率器件，如需要完整方案，请与我们联系

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