车载OBC的发展趋势分析

目前电动汽车的充电方式分为两种：一种是车外使用，地面式充电桩，另一种是车内使用，即车载充电机OBC.

车载充电机实现电动汽车与电网之间能量转换，也可以分为单向和双向，单向直接向汽车电池充电，双向则电池也可以反向将能量回馈到电网。

目前车载充电机OBC发展迅速，KW级已经实现多种量产‘

单向OBC:3.3KW,6.6KW,11KW,22KW;

双向OBC:3.3KW,6.6KW,11KW;

在材料上，采用SIC/GaN mos得到了大量的应用；

充电桩在大功率、高电压、双向、超级快充、宽范围等特点上实现了快速的飞跃式发展。

而OEM整车厂也开始了大范围的自我研发，比如比亚迪等车厂。

OBC正向充电过程：

电网侧将电能通过AC/DC进行输出，经过DC/DC变压后再送入到电池端；

OBC反向馈能过程：

动力电池通过DC/DC反向将多余的能量联通DC/AC环节，将能量释放回电网内部；

其中DC/DC的拓扑结构选择对于能量的传递和消耗影响很大；

不同的拓扑搭建对于效率影响也是不同的。DAB和LLC对比下，LLC能够获得更高的效率和更低的EMI。

典型的双向OBC电路拓扑结构如下所示：

采用高效率的双电感设计，降低EMI和反向恢复时间

而在元器件选择上，应选择快速主开关和快速反并二极管来进行切换，

采用常规IGBT并不能满足高效率的部分要求，所以需要选择能快速释放的元件；

快速IGBT在前端可以快速响应，首推汽车级的器件，能够满足电路延时、信号降噪和控制算法等方面的需求，英飞凌的IKW4N65F5A,耐压650v，损耗01mJ，这种元器件基本都可以满足常规要求。

采用LLC DC/DC网络增益计算：

对于网络增益的参数计算后可以设计电路内部电容的选取，保证内部吸收回路；

为了电压和频率的可调性能，要合理选取合适的电容。

双向LLC设计过程中，需要考虑的技术难点解决，比如谐振回路开通或者关断过程中电流过大等，脉冲设计等；

需要考虑电路的工作效率，包括正向的和反向的，这就要求控制方面的精准性，在正向和反向的时候能够快速切换；

采用设计方案

为什么选择SIC器件？

可以改善电路的性能，提升LLC电路的工作效率，增强可靠性，减少开通和关断时间，增强电路抗扰性能；

在户口使用时，OBC已经有所应用，直接便携式可以携带，如下所示

其中有采用的参考方案

电流检测也可以采用可编程线性霍尔加磁环的方式，比如CHA611线性霍尔传感器

国产汽车级可编程线性霍尔传感器CHA611,可以替代Allegro的A1363系列产品，解决汽车级芯片缺货难题

也可以使用集成式霍尔电流传感器CH704

 

该芯片内部集成一个精密的可编程线性霍尔芯片、一个小型聚磁环以及一个导通电阻为0.1mΩ的铜排，可实现+/-50A,+/-100A,+/-150A,+/-200A的电流检测，

国产车规级霍尔电流传感器应用案例

审核编辑 ：李倩