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所涉及的DCDC主要有三種類型。
1）高低壓轉(zhuǎn)換器（輔助功率模塊）
此模塊的主要作用是取代傳統(tǒng)的12V發(fā)電機。如圖1所示，強混以上的系統(tǒng)之中，發(fā)動機輸出的動力直接驅(qū)動高壓繼電器對高壓電池系統(tǒng)進行補電，傳統(tǒng)的12V用電負荷，則完全依靠這個DC/DC變壓器供給，因此傳統(tǒng)的用電負荷補給也就落實到了這里。此類器件，幾乎所有的新能源汽車都會應用，功率范圍從1KW～2.2KW，也是未來48V系統(tǒng)的一個核心元件，將對此器件進行展開。
圖1 高電壓轉(zhuǎn)換器的應用環(huán)境
DC-DC的三種類型
2）12V電壓穩(wěn)定器
12V電壓穩(wěn)定器，如圖2所示，主要是用在部分Start-Stop系統(tǒng)（如果有可能，后續(xù)對Start-Stop將要做個分類，目前在歐洲SS系統(tǒng)已經(jīng)應用非常廣泛了。在啟動過程中，如果采用某種架構(gòu)用來防止電壓波動對一些敏感器件產(chǎn)生影響。這里的敏感負載，主要包括用戶可見的用電負載，如內(nèi)飾燈和收音機等。電壓穩(wěn)壓器的功率等級，隨著敏感用電器的負荷而定，一般為200～400W；總體而言，此類器件功率等級較小，成本要求較為苛刻，歐洲的零部件廠家切入較早，這類器件的技術已經(jīng)非常成熟。
圖2 12V電壓
3）高壓升壓器
這種高壓升壓器，如圖3所示是一種選擇性的架構(gòu)，主要是某些整車企業(yè)，為了提高動力系統(tǒng)的效率，選擇用一個Boost的升壓器來提高逆變器輸入的總線電壓。因此，這個部件集成在逆變器里面，作為動力總成的一部分。此類器件，由于在特定的部件條件下，通過系統(tǒng)設計優(yōu)化出來的一個附帶產(chǎn)物，并不是每個整車企業(yè)都需要選擇，特別是隨著鋰電化帶來的系統(tǒng)電壓等級的升高，這個器件對于普通的零配件企業(yè)而言不是很好的機會。
圖3 高壓升壓器
高低壓轉(zhuǎn)換器部件的歷史及性能評價指標
高低壓轉(zhuǎn)換器部件的歷史
由于在磁性材料和部件領域的優(yōu)勢，加之日本混合動力汽車市場的培育較為成功，與日本整車汽車同步發(fā)展，在這個領域耕耘比較好的，是日本供應商，比如TDK；其產(chǎn)品線一代代進化如圖所示，產(chǎn)品主要應用在本田的混合動力產(chǎn)品線上。其競爭對手Denso和Toyota Industry的產(chǎn)品，在不同的普銳斯/凱美瑞的混合動力車上使用，在整體銷量上，是處于地位的，如圖5所示。其他日本廠家如Shindengen Electric和Nichicon，也在依托其部件優(yōu)勢擠入汽車功率電子零部件市場。傳統(tǒng)的汽車部件供應商，如博世、大陸和德爾福，雖然切入這個領域不算太晚，但這個部件的特點就決定較難依靠單一部件來盈利，在產(chǎn)量較低的時候，BOM成本會很高，不易切入。其他在工業(yè)功率電子中比較成功的艾默生和臺達電子，特別是后者依托其工業(yè)&消費功率電子的份額，在積極開拓這個市場。
圖4 TDK DC-DC產(chǎn)品進化藍圖
圖5 Denso和Toyota Industry的DC-DC 產(chǎn)品
性能評價指標
表2 DC-DC產(chǎn)品性能表
Denso TDK
1 輸入電壓范 圍 288V(norminal)
2 輸出電壓范 圍 13 ～15V 14.5V
3 大輸出電 流 120A 100A
4 大效 率 96% 94%
5 半載效 率
6 尺 寸 360mm*95mm*105mm
7 重 量 2.7kg
拓撲結(jié)構(gòu)
DC-DC的部件主要有以下的技術指標，如表2所示：
1. 功率等級：不同等級的車輛，往往在配置上存在非常大的差異，導致14V系統(tǒng)的動態(tài)功率需求變化。按照模塊化開發(fā)的理念，選擇不同的功率等級，來匹配不同等級的車輛，經(jīng)過電氣平衡之后，就可以覆蓋很多的車型。這算是目前較為流行的做法。
2. 效率：對這個部件而言，效率是個極端重視的目標。它既決定了整個部件的散熱方式，也決定了整個部件的壽命。評價效率的時候，往往采用與輸出電流對應的效率曲線來表征，單個點上的大效率其實是個很有欺騙性的數(shù)據(jù)。
3. 容積&重量&功率密度：部件一體化的設計，目前對于部件的體積和重量都有著苛刻的要求，從上面的圖形來看，在這兩個指標上，演進是較為迅速的。
4. 散熱方式：同大部分功率電子部件一樣，在2KW左右的等級上，有主動風冷和液冷兩種方式。前者對于系統(tǒng)風道有要求，后者對于冷卻液管路的排布有著限制。即使開發(fā)出來可用的部件，在整車集成的時候，散熱也是一個很大的問題點。
5. 成本：目前來說，這個部件的成本要求是非常嚴格的，所以后面全橋這樣的拓撲結(jié)構(gòu)所需要的MOSFET較多，也會被人放棄掉。
