HEVEV车载充电器(OBC)及DC-DC方案
新能源汽车车载充电机OBC产业发展研究报告
新能源汽车车载充电机OBC产业发展研究报告01车载充电机概述新能源汽车车载充电机概念车载充电机将交流充电桩的交流电转换为动力电池所需的直流电，实现对动力电池的充电；使用交流充桩充电的新能源汽车需要搭载车载充电机。
新能源汽车车载充电机分类车载充电机根据结构分类可分为单向车载充电机、双向车载充电机和集成式车载充电机。
新能源汽车充电系统的组成新能源汽车充电系统包括车载充电机、高压动力电池、电池管理系统、整车控制器和充电桩五个部分；交流充电桩对动力电池进行充电时，需要通过车载充电机与BMS、VCU通并动态调整充电电压和电流。
新能源汽车车载充电机功能车载充电机具有与BMS、车辆监控系统通以及完备的安全防护等功能。
新能源汽车车载充电机的构成车载充电机由交流输入端口、功率单元、控制单元、低压辅助单元和直流输出端口五部分构成。
新能源汽车车载充电机技术参数车载充电机的技术参数主要包括输入电压、工作效率、功率因素、谐波、输出纹波、输出电压和输出电流等，QC/T 895-2011标准中对输入电压、电流及输出电压推荐值等提出明确要求。
新能源汽车车载充电机国内外标准体系国内外对车载充电机分别出台了相关技术规范、测试标准等，我国已发布行业推荐标准和国家标准征求意见稿。
新能源汽车车载充电机国内外标准体系车载充电机生产测试标准行业推荐标准已发布，因整车充电及安全标准的更新，目前国家正在制定国家推荐标准以适应市场需求，国家推荐标准的征求意见稿已发布，在行业标准的基础上进行了删减和增加。
2车载充电器技术分析新能源汽车车载充电机技术发展动力电池技术的快速发展推动了车载充电器的技术创新，车载充电器在大功率、新功能、一体化、新材料等方面取得了长足的进步。
新能源汽车车载充电机主流电路拓扑结构车载充电器的主流拓扑结构是两级结构。
高频、高功率因数和高效率是车载充电器的设计目标。
前级结构多采用buck 或boost等非隔离拓扑，后级结构多采用全桥移相或llc等隔离拓扑。
新能源汽车电源充电机DCDC三合一_技术条件要求(详细标准车规级)
三合一控制器总成（CDU）技术需求文档项目名称：XX项目整车型号：XXX编制：会签：校对：审核：批准：XXX研究院三电部技术要求一、零部件清单及结构明细所有材料由乙方根据产品的设计、性能要求和寿命要求来决定具体材料的选择。
乙方应标明零部件中所使用的可回收的材料，并标出塑料零件、橡胶零件及热缩性弹性体零件可再循环利用的鉴别标志。
所有材料应该满足国内外报废汽车回收相关法规标准（报废汽车指令2000/53/EC 和车辆再使用、再利用和再回收利用型式认证指令2005/64/EC）、中国国标（GB/T 30512-2014 汽车禁用物质要求）相关要求。
CDU系统所采用的塑料件应不含卤素、其阻燃等级应达到UL94 V0 级。
二、具体要求2.1高压配电模块技术要求2.1.1概述高压配电模块将动力电池的高压直流电，分配给电动压缩机、DCDC、PTC1和PTC2，将车载充电机或充电桩输出的电能输送到动力电池，并且在必要回路提供线路保护，系统架构如下图所示：图1 高配高压系统架构图2.1.2功能要求部分连接器应有防接错措施，其中车载电源总成，要求所有连接器正负极性接线正确无误，具体应用情况由甲、乙双方协商确定；回路保护方面，a）OBC及DCDC回路使用规格为40A的熔断器；b）电动压缩机和空调PTC回路使用规格为80A的熔断器。
如果熔断器的规格需要调整，需由甲、乙双方共同协商确定。
回路开断控制方面，为空调PTC回路提供两个高压继电器，用于控制PTC两档工作，继电器分别位于回路1正极20A（采用SCII EV20）和回路2正极40A（采用SCII EV40）。
如果继电器的规格需要调整，需由甲、乙双方共同协商确定。
为整车高压用电设备及充电设备提供高压接口，同时提供方便高压系统检修的接口。
2.1.3信号接口型号定义（低压信号）：图3 信号接口MC3336A850-PP-CT006引脚定义2.1.4高压接口型号定义：表1：接插件型号:位置位置说明插座型号插头型号厂家电池接口BAT+,BAT- / / /PTC接口PTC1+,PTC1-;PTC2+,PTC2-/ / /压缩机接口A/C+,A/C- / / / 交流输入壳体上标注ACDC12+输出壳体上标注DC+低压信号接口壳体上标注SIGNAL接口类型接口形式接口型号图示接口规格DCDC正极极座标准/ M8-16（铜鼻子端子）表3-2：插接件接口定义2.1.5性能要求1、高压配电模块性能要求2、电缆及连接器3、低压接插件要求具体要求如下：1）接插件插合后防护等级为IP67。
隔离芯片专题分析
隔离芯片专题分析隔离芯片专题分析1.隔离芯片：电路安全保障芯片国产替代加速期隔离器件是将输入信号进行转换并输出，以实现输入、输出两端电气隔离的一种安规器件。
电气隔离能够保证强电电路和弱电电路之间信号传输的安全性，如果没有进行电气隔离，一旦发生故障，强电电路的电流将直接流到弱电电路，可能会对人员安全造成伤害，或对电路及设备造成损害。
另外，电气隔离去除了两个电路之间的接地环路，可以阻断共模、浪涌等干扰信号的传播，让电子系统具有更高的安全性和可靠性。
一般来说，涉及到高电压（强电）和低电压（弱电）之间信号传输的设备大都需要进行电气隔离并通过安规认证。
数字隔离器是最简单的隔离器件。
隔离器件可以分为5类：数字隔离器，隔离接口，隔离运放，隔离驱动及隔离电源。
其中数字隔离器为最简单的隔离器件。
CMTI（共模瞬变抗扰度,）为衡量数字隔离器性能的关键指标。
CMTI是隔离产品最重要的指标之一。
CMTI指是指瞬态穿过隔离层以破坏驱动器输出状态所需的最低上升或下降dV/dt （kV/µsorV/ns）。
以光伏逆变器系统为例，隔离驱动器有一侧的地是悬浮的并且快速切换的。
CMTI是一个关键指标，如果CMTI 能力不够，可能会导致输出错误，可能会出现电路短路，影响系统安全。
对其他应用比如电机驱动器，变频器也是如此。
除了CMTI之外，还有EMC，时序能力，寿命等指标用于衡量数字隔离器性能。
1.1.数字隔离器：最基础的隔离器件数字隔离器是新一代隔离器件。
隔离器件广泛应用于信息通讯、电力电表、工业控制、新能源汽车等各个领域。
从技术路线上来说，隔离器件可以分为光耦和数字隔离芯片两种。
相比传统光耦，数字隔离芯片是更新一代、尺寸更小、速度更快、功耗更低、温度范围更广的隔离器件，并且拥有更高的可靠性和更长的寿命。
数字隔离又分为磁耦合和电容耦合。
磁耦数字隔离器由ADI 设计开发的一款适合高压环境的隔离电路。
它是一种基于芯片尺寸的变压器，采用了COMS工艺+线圈结构，传输速度快，可靠性强，但专利封锁强。
车载充电机研发生产方案(一)
车载充电机研发生产方案一、实施背景随着全球能源结构的转变，电动汽车产业在中国持续蓬勃发展。
为满足电动汽车对于电源供应的需求，车载充电机的研发与生产成为了产业发展的重要环节。
当前，中国在车载充电机技术研发与生产上仍有进步空间，亟需加强技术创新、提高产品质量、优化产业结构。
二、工作原理车载充电机是一种将交流电源转化为直流电源的设备，通过其内置的电力电子转换器，将家用电源或充电桩的交流电转化为电池所需的直流电。
它由变压器、整流器、滤波器、保护电路等主要元件构成，具有电压稳定、转换效率高、安全可靠等特点。
三、实施计划步骤1.需求分析：深入调研电动汽车市场，了解用户需求及行业发展趋势。
2.技术研发：结合市场需求，进行车载充电机的技术研发。
3.样品制作与测试：制作车载充电机样品，进行性能测试与环境适应性测试。
4.生产准备：完成生产线建设、原材料采购等工作，为批量生产做好准备。
5.批量生产：达到设计产能后，进入规模化生产阶段。
6.产品验证：对生产出的产品进行质量检验与性能评估。
7.上市销售：将产品投放市场，进行营销与推广。
四、适用范围本方案适用于电动汽车及其充电设施领域，可广泛应用于家庭、公共场所、商业场所等不同场景。
五、创新要点1.采用先进的电力电子转换技术，提高转换效率。
2.引入先进的生产工艺与设备，提高产品质量与稳定性。
3.融合互联网与物联网技术，实现远程监控与智能管理。
4.优化产品设计，降低成本，满足大规模生产需求。
六、预期效果1.提高中国车载充电机在全球市场的竞争力。
2.带动电动汽车产业链的发展，促进经济增长。
3.创造就业机会，推动科技创新。
4.为环保节能做出贡献，助力实现碳中和目标。
七、达到收益根据市场预测，预计在实施本方案后，我司将于第三年实现销售额突破10亿元人民币，净利润达到2亿元人民币。
同时，通过优化产业结构、推动科技创新等措施，将有效提升企业核心竞争力，为中国电动汽车产业的发展做出贡献。
211084170_车载双向CLLLC_谐振DC
能智造与信息技术车载双向CLLLC谐振DC/DC电源设计国建岭（精进电动科技股份有限公司北京100015）摘 要：为了提高车载充电电源的转换效率、功率密度，降低车载充电电源转换器的能耗损失，实现车载电源双向电源变换的目的，车载电源采用具有软开关特性和双向电流功能的全桥CLLLC谐振结构设计。
本文对样机经过实际测试，此电源不仅可以实现软开关双向电源变换，并且峰值转换效率可达98%，由实验数据可得出此电源可以有效降低车载电源功率变换时的能耗损失。
关键词：C LLLC 谐振DC/DC AMC1311AMC1302车载电源中图分类号：T M44文献标识码：A文章编号：1674-098X(2022)09(c)-0112-06Design of On-Board Bidirectional CLLLC Resonant DC/DCPower SupplyGUO Jianling( Jing-Jin Electric Technologies Co., Ltd., Beijing, 100015 China )Abstract: In order to improve the conversion efficiency and power density of the on-board charging power sup‐ply, reduce the energy loss of the on-board charging power converter, and realize the purpose of bidirectional power conversion of the on-board power supply, the on-board power supply adopts a full-bridge CLLLC reso‐nant structure with soft switching characteristics and bidirectional current function design. Through the actual test of the prototype in this paper, the power supply can not only achieve soft switching bidirectional power conversion, and the peak conversion efficiency can reach 98%. From the experimental data, it can be concluded that the power supply can effectively reduce the energy consumption loss during vehicle power conversion.Key Words: CLLLC; Resonant; DC/DC; AMC1311; AMC1302F6; On-board Power Spply车载DC/DC电源是电动汽车（EV）和混合动力电动汽车（HEV）的重要组成部分，是对车载动力电池进行充放电的核心器件。
HEVEV车载充电器(OBC)及DC-DC方案
2012
2015
2017
2018
SF3 FRFET New
SF3 Easy New
Performance Low (Efficiency) High
3
10/23/2017
Easy
SF2 FRFET Design in ( EMI, Controllability ) Public
Hard
Fast/Easy Drive/FRFET Comparison
• Direct replace to SF1 • Easy to design by a internal Rg •104mΩ in TO-220, 41mΩ in TO-247
Auto SuperFET II (2012) – FRFET
• Smaller Qrr and robust body diode • For soft switching topologies
SuperFET II and III
7
10/23/2017
Public
Automotive HV MOSFET’s
PKG
RDS(on) 25mΩ 28mΩ 40mΩ 72mΩ
82mΩ
110mΩ
D2PAK
TOLL HV
TO-247
TO-247-4L
March,2018 NVB082N65S3F (Samples Available)
SiC
Superjunction: 650V – 900V - Optimized HV solution
1M
100k
10k
Silicon
Remains
1k Mainstream
Technology
高压环路互锁系统原理分析及故障诊断
高压环路互锁系统原理分析及故障诊断摘要：随着我国汽车保有量持续攀升，不仅带来能源危机，同时也给环境带来巨大伤害。
纯电动汽车和混合动力汽车作为新能源汽车的两大主流，已经成为我国实现碳中和的重要路径。
与传统汽车相比，电动汽车的高压电系统是特有的技术。
其中高压环路互锁系统是电动汽车高压电气安全保护的一个重要组成系统。
本文针对高压环路互锁系统涉及高压部件多且分布广，排查困难的特点。
介绍各高压部件的作用与功能，分析高压环路互锁系统的工作原理，并结合现场维修实例梳理故障诊断方法。
关键词：电动汽车高压环路互锁原理分析故障诊断引言：高压环路互锁系统，是指通过低压检测信号形成回路，用来实时监测高压模块，导线，连接器所组成的高压网路的完整性及连续性。
当互锁回路出现故障时，系统将做出故障报警，切断高压电（车辆停驶时），限制功率运行（车辆行驶时）等措施，保证车辆和人员的安全。
高压环路互锁系统是确保人员安全和车辆安全运行的关键。
现行的国家标准《ＧＢ／Ｔ３７１３３－２０１８：电动汽车高压大电流线束和连接器技术要求》中，明确要求“高压系统连接时，功率端子先接通，信号／控制端子后接通。
高压系统断开时，信号／控制端子先断开，功率端子后断开。
”一、电动汽车高压系统基础结构及各高压部件的功能介绍１、高压系统基础结构。
目前，大部分电动汽车是在传统汽车基础上进行延伸形成，结构上与传统汽车最大的区别在于高压动力系统。
电动汽车上，整车带有高压电的部件有动力电池、电机控制器、驱动电机、电动压缩机、高压线束等，组成了整车高压系统。
其中动力电池，驱动电机，高压控制系统为电动汽车的三大核心部件。
瑞虎８ＰＬＵＳ鲲鹏ｅ＋高压部件基础结构如图１所示图1高压结构图2、高压部件的功能简介2.1 整车控制器：一般安装于主副驾驶座椅下方，是整个电动汽车的控制中心，能够识别驾驶员的驾驶意图，实现前进、倒退、再生制动及停车。
动力模式（ＥＶ／ＨＥＶ）及驾驶模式（Ｎｏｒｍａｌ／Ｓｐｏｒｔ）的控制与切换。
2022年中国新能源汽车OBC(车载充电机)行业全景速览
2022年中国新能源汽车OBC（车载充电机）行业全景速览摘要：发展背景：新能源汽车强劲发展，配备交流充电装置仍为重要充电方案在政策大力支持及技术不断进步等因素影响下，中国新能源汽车供需两旺，电动化进程持续加速，尤其是2021年以来，我国新能源汽车持续火爆。
而新能源汽车充电可分为交流充电（慢充）与直流充电（快充）两种，其中车载充电机为交流充电方案必不可少的零部件，其装机量随着新能源汽车产销量的快速增长而扩大。
行业现状：装机量大幅提升，行业规模快速扩张随着新能源汽车产销量的增长，OBC出货量大幅提升。
2021年上半年新能源乘用车OBC装机量已达2020年全年的89%。
2022年上半年装机量为208.3万套，同比增长1.1倍。
目前国内车载充电机主流的为3.3KW和6.6KW，而国外如特斯拉采用的是高功率充电机，功率达到10KW。
根据中汽协数据：预测2022年中国新能源汽车销量为500万辆，则2022新能源汽车OBC市场规模约为150亿元。
企业格局：市场以第三方供应商为主目前，我国新能源汽OBC行业竞争企业主要可分为两类：一类为以比亚迪、特斯拉为代表的整车制造商，此类整车厂由于从事新能源汽车业务较早，在早期缺乏第三方供应商的行业背景下，形成了垂直一体化的供应链模式。
一类为以威迈斯、英搏尔为代表的第三方供应商，具备自研OBC产品能力、有技术积累与渠道优势，专注于OBC产品的开发，可为主机厂直接供应。
发展趋势：产品将朝着集成化、高功率化方向发展目前各企业纷纷加大对集成化产品的研发力度，将电驱、电源系统集成化，不仅可以减小体积，符合汽车轻量化要求，助力新能源汽车提升续航能力；还能通过减少使用汽车芯片、汽车零件数量从而降低生产。
从功率方面来看，随着消费者对新能源汽车续航里程的不断提升及电池容量的不断扩大，3.3KW、6.6KW车载充电机已逐渐不能满足市场要求，尤其是在搭载800V高压平台系统的车型不断推出下，车载充电机将逐步向22KW等高压大功率方向发展。
车载充电机OBC及供应商25强
车载充电机OBC及供应商25强新能源电动汽车的动力系统与传统的燃油汽车不同，“三电”取代了传统的油箱、发动机和变速箱等。
“三电”主要包括驱动系统“大三电”（动力电池、电机控制器和电机），以及电源系统“小三电”（车载充电机OBC、DC/DC变换器和高压配电盒PDU）。
其中车载充电机OBC是决定电动汽车充电功率和效率的关键部件之一，而二极管和IGBT、SiC MOSFET等功率半导体就是实现OBC直流电与交流电变换的关键器件。
一、什么是车载OBC车载充电机（On-board charger）简称OBC，也称为车载充电器，顾名思义就是固定在电动汽车上的充电器，具有对电动汽车动力电池安全、自动充电的能力，主要应用于必须“插电”充电的电动汽车，如纯电动汽车（BEV，纯电池驱动）和插电式混合动力汽车（PHEV）。
作为电动汽车与公共电网之间的接口，OBC能将来自电网的交流电（AC）转化为电动汽车高压电池所需的直流电（DC），为电动汽车的动力电池充电；也能将动力电池的直流电逆变为交流电回馈到电网，实现汽车动力电池和电网之间的能量转换。
OBC也能提供充电时所需的相应的保护功能，包括过压、欠压、过流、欠流等多种保护措施，当充电系统出现异常会及时切断供电。
为提高电气安全性，通常电网侧与车载侧之间需要设置耐电压2500V-3750V的电气隔离层，即隔离型车载充电机（lsolated On-Board Charger，简称为OBC）。
当前，绝大多数的电动汽车均配置的是隔离型车载充电机。
二、OBC结构和电路一般来说，车载充电机可分为单向车载充电机、双向车载充电机和集成式车载充电机。
▪单向车载充电机（Uni-Direction On-Board Charger）：功率单向流动，一般采用高频开关电源技术，拓扑结构分为单级式结构和两级式结构；只有充电功能。
▪双向车载充电机（Bi-Direction On-Board Charger）：功率双向流动，多采用两级变换结构，由双向AC-DC变换器和双向DC-DC变换器构成；既有充电功能，同时还有逆变功能。
车载充电机简介演示
车载充电机外壳的机械强度不够，遇到意 外碰撞或挤压时容易损坏，导致内部电路 暴露，引发短路等安全问题。
防护措施
温度监控
对车载充电机的温度进行实时监控，当温度超过或低于正常范围时， 及时切断电源，防止过充、过放或短路等安全事故发生。
电磁兼容性设计
采用合理的电磁兼容性设计，降低干扰水平，提高车载充电机的电磁 兼容性能，确保其不会对其他电子设备造成影响。
未来，车载充电机产业的发展将更加注重产业链上下游的协同创新和合作，共同打造良好 的产业生态，推动电动汽车产业的可持续发展。
THANKS
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电的便利性和安全性。
未来展望
市场规模持续扩大
随着电动汽车市场的快速发展，车载充电机的市场规模也将不断扩大。预计未来几年，车 载充电机市场的年复合增长率将保持在10%以上。
技术竞争加剧
随着市场竞争的加剧，各企业将在技术创新、产品质量、售后服务等方面展开激烈竞争， 推动车载充电机技术的不断进步。
产业生态建设
车载充电机的电路组成
车载充电机一般由变压器、整流器、滤波器、保险丝、电源 开关等组成。
变压器用于将交流电降压为适合充电的电压，整流器将交流 电转化为直流电，滤波器用于滤除电流中的噪声，保险丝和 电源开关则用于保护电路安全。
车载充电机的工作原理
01
车载充电机通过与汽车蓄电池连 接，利用汽车蓄电池的电力为电 子设备充电。
防水结构设计
对车载充电机的接口和外壳进行防水结构设计，确保在雨雪天气或水 浸时不会发生短路或漏电等安全问题。
机械强度设计
对车载充电机的外壳进行机械强度设计，确保在遇到碰撞或挤压时不 会损坏，保障内部电路的安全。
05
车载充电机的市场前景及挑战
一文带你认识新能源汽车充配电总成
一文带你认识新能源汽车充配电总成由于关乎车辆的性能和成本，汽车零部件的集成化、标准化一直是业界努力的方向，要实现快速的产品迭代和平台化应用，标准化和集成化都是两大利器。
所谓集成化，就是对原本分立的系统进行集成，从而使得汽车相关组件数量精简，体积变小，质量变轻，效率提升。
比如比亚迪基于“e 平台”打造的电动汽车，正是通过高度集成、一体控制，实现了整车重量的减轻、整车布局的优化，能耗效率的提升和可靠性的提高，最终加速推动电动汽车的普及。
高压充配电总成三合一一般包括车载充电机（OBC）、高压配电盒（PDU）以及DC-DC转换器。
有些充配电总成还会在三合一的基础之上再集成双向交流逆变式电机控制器(VTOG)，也就是俗称的四合一。
一、车载充电机的组成和原理车载充电机内部可分为主电路、控制电路、线束及标准件三部分。
主电路前端将交流电转换为恒定电压的直流电，主电路后端为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蓄电池。
新能源汽车的车载充电机控制电路具有控制场效应管开关，它与BMS之间进行通信，监测充电机工作状态以及与充电桩握手等。
线束及标准件用于主电路与控制电路的连接，固定元器件及电路板。
车载充电机工作原理如图所示。
车载充电机的工作均由BMS发出指令进行控制，包括工作模式指令、动力蓄电池允许最大电压、充电充许最大电流、加热状态的电流值等。
充电机通过CAN总线与车辆进行通信，通信内容包括蓄电池单体、模块和总成的相关技术参数，充电过程中动力蓄电池的状态参数，充电机工作状态参数以及车辆基本信息等。
充电前，系统会自动检测动力蓄电池箱体内部的动力蓄电池温度，若温度高于55℃或低于0℃时，动力蓄电池管理系统将自动切断充电回路，此时无法充电。
若有低于0℃的温度点，则启动加热模式，加热继电器闭合进行加热，待所有电芯温度点都高于5℃时停止加热，然后启动充电程序，充电过程中充电桩电流显示为12~13A。
OBC-DCDC测试技术方案
稳态电流
「开机时间，上升时间
关机测试
关机时间，下降时间
特殊
项
开机可靠性测试
开机可靠性测试
（2）控制导引测试项目
车辆接口/供电接口测试项
测试项大类
测试项
测试备注及检测，10A、16A、32A全连接 半连接测试。
CP检测
模拟PWM占空比变化测试不同CP输出电压 值。
保护项
输入过压测试
输入过压点测试
输入欠压测试
输入欠压点测试
输出过压测试
输出过压点测试
输出欠压测试
输出欠压点测试
输入反接测试
输入端反接测试
输出短路测试
输出端短路测试
输出过流/过载测试
输出过流/过载测试
效率测试
峰值功率测试
电源效应测试
输入源跳变测试（稳压精度）
输入电压范围测试=
i输入电压范围测试二
额定功率测试
额定功率测试
输出项
负载效应测试
负载跳变测试（稳压精度）
输出电压范围测试
输出电压范围测试
混合效应测试
源载跳变测试（稳压精度）
输出限流测试
输出端限流测试
动态响应时间测试（手 动测试）
负荷率响应时间
输入欠压保护测试
输入过压保护测试
输出电压过压欠压测试
输出电压欠压保护测试
输出电压过压保护测试
短路保护测试
短路保护测试（可选短路前，和运行中）
通讯中断保护测试
r通讯中断保护测试
反接保护测试
反接保护测试
通讯参数配置出错保护测 试
参数错误保护测试
过温保护
温度保护测试（与环境箱通信）
混合动力汽车高压上下电控制策略
混合动力汽车高压上下电控制策略近年来，在国家相关政策的大力支持鼓励下，越来越多的主机厂开展了新能源汽车，包括混合动力汽车的研发，并投入市场。
在双积分政策的压力下，主机厂已经开始面临油耗压力，力争通过提升新能源车产销来增大企业平均油耗的分母。
尽管中国发展新能源车的政策驱动力很强，混合动力新能源汽车技术难度大，但将是应对未来中大型车降低油耗压力、提高续航的可靠手段。
在这样的产业发展背景下，插电式混合动力汽车必将迎来一波发展浪潮。
1. 初始化及高压上下电控制当智能钥匙在车内且合法有效，换挡杆挡位处于P/N挡，踩下制动踏板，按下启动按钮，车辆开始启动，车辆启动包括纯电启动与发动机启动：①当电池包允许放电电流小于一定值时，或电池包电量SOC小于一定值时，只允许发动机启动；②当电池包允许放电电流大于一定值，且电池包电量SOC大于一定值时，采用纯电启动。
无论是发动机启动还是纯电启动，都需要完成启动电子防盗认证。
车辆启动电子防盗控制由发动机控制单元ECM、牵引力电机控制器MCU、动力控制模块HCU、被动进入，一键启动模块PEPS和智能钥匙参与控制。
首先智能钥匙与PEPs完成钥匙认证，认证成功后，整车进入IGN0N，HCU、EMS、MCU完成相应初始化工作。
同时PEPS开始确认如下条件1是否全部满足。
条件1：①电源模式处于IGN 0N；②制动踏板信号有效;③挡位处于P或N挡位;④车速小于3km/h;⑤智能钥匙认证成功; ⑥电子转向柱锁解锁成功;⑦发动机或电机转速为0。
若满足以上条件1，防盗认证成功，PEPS发送启动请求信号给VMS，VMS进入高压上电过程。
在完成初始化之后，HCU同时确认电池包状态，当高压电池包允许放电电流及动力模式开关状态符合以下条件2中的任意一条。
条件2：①SOC小于—定值;②高压电池包允许放电电流小于一定值;③SOC大于一定值且高压电池包允许放电电流大于一定值且动力模式开关为HEV模式。
HCU将整车动力模式置为HEV模式，当高压电池包电量SOC、高压电池包允许放电电流及动力模式开关状态符合以下条件3。
1.1KWDC+3.3KWOBC集成水冷规格承认书-V1.0
混合动力汽车
2. 产品概要
2.1 产品概述
本产品采用 DC-DC 变换器与充电机集成的模式，散热性能好，使用寿命长； DC-DC 变换器将高压直流变换成低压直流电供整车的低压负载使用，且可以对低压铅酸电 池进行充电。 充电机将商用交流电源转换为电动车充电电池之高压直流源。交流输入电源须可支援 110V 和 220V(50/60Hz)。 本产品具有充电稳定，转换效率高，安全可靠，抗震动能力强等特点，并具有输出短路， 输出反接，输出过欠压，输入过欠压，过温等保护功能
项目
电压 频率 电流 功率因数
电压 电流 电压精度 电流精度 电压纹波系数 输出功率
电压 电流 输出功率 稳压精度 电压纹波系数
效率 待机功耗
充电机电气性能 规格 AC 输入 90-264VAC 47-63HZ 13Amax >=0.98/半载以上
高压输出 200-420VDC 10Amax ±1% ±3% 半载以上 ±2% 3.3KWmax 低压输出 13.8VDC 8Amax 120Wmax ±0.5VDC ±1% 其他特性 92%/满载 ≤5W
2.1 产品概述...........................................................................................................................4 2.2 应用范围...........................................................................................................................4 2.3 外形尺寸及重量.............................................................................................................. 4 3. 使用环境.......................................................................................................................................5 4. 产品功能.......................................................................................................................................5 4.1 电气性能...........................................................................................................................5 4.2 保护功能...........................................................................................................................7 4.3 客户特殊要求.................................................................................................................. 8 4.4 充电机 CAN 协议.............................................................................................................. 8 5. 可靠性要求.................................................................................................................................. 7 6. 安全特性.......................................................................................................................................8 6.1 介电压强度（高压）......................................................................................................8 6.2 绝缘阻抗...........................................................................................................................8 6.3 充电机接地阻抗.............................................................................................................. 8 7. 建议安装.......................................................................................................................................9 7.1 接口注意事项.................................................................................................................. 9 7.2 接口定义...........................................................................................................................9 7.3 接口示意图...................................................................................................................... 9 8. 标签、包装、运输、贮存....................................................................................................... 10 8.1 标签 ...............................................................................................................................10 8.2 包装.................................................................................................................................10 8.3 运输.................................................................................................................................10 8.4 贮存.................................................................................................................................10 9. 故障检查及排除........................................................................................................................10 10. 安全指南.................................................................................................................................... 11
车载充电机、DCDC转换器的市场、技术、供应商、整车配套全面剖析
车载充电机、DCDC转换器的市场、技术、供应商、整车配套全⾯剖析本⽂主要从市场、技术、供应商、整车配套关系等⾓度对新能源汽车车载充电机、新能源汽车车载充电机、DC/DC本⽂主要从市场、技术、供应商、整车配套关系等⾓度对转换器进⾏分析。
⽂章分为三部分：车载充电机技术及市场DC/DC转换器技术及市场主流供应商及整车配套关系第⼀部分车载充电机技术及市场车载充电机是新能源汽车必不可少的核⼼零部件，其市场规模随着新能源汽车市场的快速增长⽽扩⼤。
2016年，电动汽车车载充电机市场规模18亿元，未来⼏年随着新能源汽车产量的逐年提升，⼀览众咨询预计到2020年国内电动汽车车载充电机市场规模将达到77亿元。
01车载充电机⼯作原理与传统汽车相⽐较，新能源汽车有三⼤核⼼部件，分别是：“电池”总成：指电池和电池管理系统；“电机”总成：指电动机和电动机控制器；⾼压“电控”总成：包含车载 DC/DC 变换器、车载充电机、电动空调、PTC、⾼压配电盒和其他⾼压部件，主要部件是车载DC/DC 变换器和车载充电机。
电动汽车车载充电机（OBC）是指固定安装在电动汽车上的充电机，具有为电动汽车动⼒电池，安全、⾃动充满电的能⼒，充电机依据电池管理系统（BMS）提供的数据，能动态调节充电电流或电压参数，执⾏相应的动作，完成充电过程。
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，并控制功率电路按照三段式充电曲线给锂电池组充电。
当车载充电机接上交流电后，并不是⽴刻将电能输出给电池，⽽是通过BMS 电池管理系统⾸先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。
图表 1 某车型HV 电⽓系统及CAN ⽹络连接图车载充电机有两⼤部分，电源部分（主回路）和充电机控制主板。
充电机控制住主板主要是对电源部分进⾏控制、监测、计量、计算、修正、保护以及与外界⽹络通信等功能，是车载充电机的“中枢⼤脑”，电源部分主要作⽤是将220伏交流电转化为300多伏的直流电，电源部分⼜分为PFC和LLC两部分，实际上我们可以把PFC看作是AC/DC,⽽把LLC看作是DC/DC。
美高森美展出新型30 kW三相Vienna PFC参考设计和SiC解决方案
美高森美展出新型30 kW三相Vienna PFC参考设计
和SiC解决方案
将于6月5日至7日在PCIM欧洲电力电子展的6号展厅318展台，展示适用于快速电动车充电和工业应用的解决方案。
致力于在功耗、安全、可靠性和性能方面提供差异化的领先半导体技术方案供应商美高森美公司（Microsemi Corporation，纽约纳斯达克交易所代号：MSCC）宣布提供采用碳化硅（SiC）二极管和MOSFET器件的全新可扩展30 kW三相Vienna功率因数校正（PFC）拓扑参考设计。
这款可扩展的用户友好解决方案由美高森美与北卡罗莱纳州立大学（NCSU）合作开发，非常适合快速电动车（EV）充电和其它大功率汽车和工业应用；此外，它亦可通过美高森美功能强大的SiC MOSFET和二极管，为客户提供更高效的开关以及高雪崩/高重复性非钳位感性开关（UIS）能力和高短路耐受额定值。
美高森美将参展6月5日至7日在德国纽伦堡展览中心举行的PCIM欧洲电力电子展，在6号展厅318展台展示有源整流器PFC参考设计以及SiC产品系列中的其它解决方案。
美高森美副总裁兼分立和电源管理部门经理Leon Gross表示：“汽车市场不断变化，混合动力车（HEV）和电动车日益增加，SiC器件可以使得这些车辆提高效率，行走更远路程。
这继续推动了市场对我们产品组合中的这些。
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Easy Drive Version
• Easy to drive with low gate oscillations. Low EMI and Voltage spikes
• Controlled lower Coss. • Hard/Soft Switching
Topologies • Boost PFC, Semi Bridgeless • PFC, Phase Shift DC-DC
SuperFET II (2011)
SuperFET I (2004)
• First Gen. SJ MOSFET • Best-in-class body diode dv/dt •190mΩ in TO-220, 70mΩ in TO-247
SupreMOS (2009)
• 50% lower Qg than SF1 • World 1st Trench Type • 90mΩ in TO-220, 36mΩ in TO-247
November ,2017
NVHL082N65S3F (Samples Q1,2018)
June ,2018
NVHL110N65S3F (Samples Q1,2018)
August ,2018
150mΩ
May,2018
NVB150N65S3F (Samples Q1,2018)
March ,2019
FRFET Version
• Fast Body Diode • Small Qrr and Trr • Robust diode ruggedness • Better reliability • Soft switching resonant • topologies like LLC, LCC, • Dual Active Bridge DC-DC
Features • Lower RDS(ON) / Same
Packages • Lowest FOM
• RDS(ON) max. X Qg typ. • Optimized Turn-ON • Robust body diode • 650V
Benefits
• High Power Density • Less paralleling MOSFET
2012
2015
2017
2018
SF3 FRFET New
SF3 Easy New
Performance Low (Efficiency) High
3
10/23/2017
Easy
SF2 FRFET Design in ( EMI, Controllability ) Public
Hard
Fast/Easy Drive/FRFET Comparison
GaN
10k
100k
1M
* PV = photovoltaic inverter; ** OBC = onboard charger
10M fsw [Hz]
2
10/23/2017
Public
SJ MOSFET 650V Technology Evolution
SJ MOSFET Generation
Signal leads
DBC
Lead Frame
Power
leads
12
10/23/2017
Public
DBC substrate
APM Portfolio & Roadmap
Application/ Battery Voltage
EV / HEV
470V HEV / EV – OBC and DC-DC
Auto SuperFET III (2017) – Easy Drive
• 41% lower Rsp than SF2 • Direct replace to SF2 •72mohm in D2pak • 67mΩ in TO-220/F, 25mΩ in TO-247
Auto SuperFET III (2018) – FRFET 28mΩ in TO-247 80mΩ in D2pak
- Highest reliability - Passed 6000 Thermal Cycles ( 6 x AEC-Q101 requirement)
11
10/23/2017
Public
APM ( Automotive Power Module - MOSFET)
EMC
Al Wire
Bond wires Power dies
- low Thermal Resistance (0.35 to 0.5 C/W) - Low package inductance
- ~ 2 nH package inductance compared to ~ 6-8 nH of D2PAK improved EMI, simplifies board-design
Q3 2019 100V. S.R. Module
12V & 48V High Power Auxiliaries
Q2 2018 650V OBC / DCDC
• High System Efficiency
• High System Reliability
• Improved Safety Margin
Applications
• OBC and HV DC-DC • Automotive HEV-EV
6
10/23/2017
Public
HV MOSFET Portfolio for OBC Systems
- 9.8x11.7 mm vs 10.2x15.2 mm 30% less board space & half in height
- High Creepage and Clearance 2.4mm than D2pak 1.5mm - Good thermal efficiency
- Very low package resistance 40% lower RPackage supports very low power dissipation
250 199
200
150
110 100
70
50
99 104 67
41 23
0 D2PAK Power88 TO-220 TO-247
Blue: SuperFET III Red: SuperFET II
• Higher power density • Ideal for High Power
OBC systems
- Large source pin - Low resistance contact to board , further dissipation and reliability advantage (less electro-migration at high temperature / high current)
SuperFET II and III
7
10/23/2017
Public
Automotive HV MOSFET’s
PKG
RDS(on) 25mΩ 28mΩ 40mΩ 72mΩ
82mΩ
110mΩ
D2PAK
TOLL HV
TO-247
TO-247-4L
March,2018 NVB082N65S3F (Samples Available)
• Less paralleling MOSFETs Less space requirements Less critical for layout interferences of paralleling devices
5
10/23/2017
Public
Features, Benefits and Applications of SFIII 650V
FAST Version
• High efficiency • Hard Switching Topologies • Reduced Qg and Eoss • Hard Switching Topologies • Boost PFC,Full Bridge Phase • Bidirectional Buck- Boost • Semi Bridgeless PFC
2004
2009
• SuperFET series : Multi Epi Type
• SupreMOS : Trench Type
2011
SuperFET II Fast (2011)
• Direct replace to SupreMOS® • For high efficiency
SuperFET II (2012) – Easy Drive
• Direct replace to SF1 • Easy to design by a internal Rg •104mΩ in TO-220, 41mΩ in TO-247
Auto SuperFET II (2012) – FRFET
• Smaller Qrr and robust body diode • For soft switching topologies
April,2018 NVB110N65S3F (Samples Q4,2017)
October ,2018
NVBL072N65S3 (Samples Q1,2018)
December ,2018 NVBL082N65S3F (Samples Q1,2018)
Feb ,2019 NVBL110N65S3F (Samples Q2,2018)