盘点：电动汽车的充电效率提升：OBC设计的重要性

和茂科技

随着电动车技术的速发展，OBC（车载充电器）的设计变得尤为重要。不同地区电电压的多样性给充电带来挑战，而家庭充电的便利性促使用户倾向于在家进行充电。为提高充电效率，设计师需关注电源级别、功率因数和能效等关键参数，以现比较佳性能。安森美()提供的产品能满足各类设计需求，助力提升电动汽车的充电体验。想要在市场上大有作为，嵌入式FPGA（现场可编程门阵列）就要在原有的基础上加大力度进行产品的升级换代以便适应消费者的消费需求。yxyic是一家全球电子元件分销商 电子元件分销商，提供来自数千家制造商的数百万种产品，许多库存数量可当天发货。https://www.yxyic.cn/productdetail/KSZ9031RNXCA

改为电动车(EV)之后，司机感受到的巨大变化可能是补能的方式不同。具体来说，他们必须找到可用的充电点，而不是开车去加油站。
虽然公共充电桩的总数正在迅速增加，但许多人仍然更喜欢在家充电。许多大功率公共充电桩提供DC电源，可以直接给电池充电。但是家用充电桩是交流电，所以必须使用BQ24721CRHBR车载充电器(OBC)为了给汽车充电，将其转换为直流电。
随着电动汽车技术的速发展，汽车制造商正在从400V发展转移到800V电池结构。另外，客户需求稳步增长，电池电量稳步增长。(W)随着越来越多，各种因素促使OBC不断发展。此外，许多人希望提高电动汽车的充电速度，因此OBC的功率从早期设计的36W提升到了72W或11W。
OBC的关键设计参考标准
设计者必须了解会影响设备和拓扑结构选择的关键设计参数，然后才能开始全面设计OBC。
功率水平会直接影响用户体验，所以确定功率水平是非常重要的首步。简单来说，OBC功率越大，充电电池所需的时间就越少。在许多情况下，用户会在家里给汽车充电。这个时候，他们经常忙于其他事情或者休息，所以充电时间不是什么大问题。
但是，充电时间对于旅行中途的充电需求至关重要。二级充电桩的比较大功率一般在72W或11W。OBC功率水平设计应符合电容量和断路器的限制(如比较大电流)。以230V电为例。在单相设计中，72W的2级充电桩将消耗高达32A电流。11W的2级充电桩针对相交流输入进行了化，每相消耗的电流高达16A。
随着电动汽车在全球市场的加速普及，不同地区电电压的差异给汽车充电带来了挑战。110V交流电广泛应用于北美，但230V交流电广泛应用于欧洲和。86-264VAC通常用于电力行业。“通用输入”设计，这样，论汽车运输到哪里，都可以使用相同的OBC。
根据同一充电端口，可以依靠路边提供的DC速充电桩为电动汽车充电。此时需在OBC内部进行AC-DC转换，因此通常需要设计一个旁通功能，使DC电能直接流入高压电池。
能源效率是OBC的一个关键参数。能源效率越大，在给定时间内向电池运输的电量就越大，从而减少充电时间，这在电每相功率接近极限的情况下尤为有效。
OBC的能效越小，设备内部产生的热量就越多。这不仅会造成消耗，还需要额外的热排放对策，而现代电动汽车的空间有限，非常有趣。随着OBC尺寸和重量的增加，车辆的重量会增加，行驶过程中消耗的电量也会增加，从而导致整个里程的减少。
提高能效是电源设计师的首要任务，这是一个复杂的考验，必须从各个方面入手。虽然拓扑和控制方案的转换也有很大的影响，但设备(尤其是MOSFET)的选择对于现更好能效的效果不容小觑。
OBC设计中的功率级
一般来说，OBC主要包括个模块：EMI过滤器、功率因数校正(PFC)等级和DC-DC转换器包括单独的初级和次级部分。
PFC级位于OBC之前，负责许多重要功能的施。首先，这种输入交流电的电压整流被称为DC电压，通常被称为“母线电压”。此外，这种电压也将得到控制，通常保持在400V。具体取决于电的输入交流电流。
PFC级别的另一个重要功能是改善功率因素。如果PFC没有提高功率因数，低功率因素更像是电的污染物，用电量也会增加。。因此，PFC级别将努力保持电压与电流波形相同，并将电流波形塑造成尽可能接近纯弦波，从而减少总谐波失真(THD)。良好的PFC级会使电路的功率因素接近1。
DC-DC转换器有两个功能:一是保护来自电的电压；另一种是将PFC级母线的电压转换成适合给电动汽车充电的电压水平，即400V或800V。
DC-DC转换器的初级水平会“切割”DC母线的电压，调整其幅度，使其能够根据初级水平和次级之间的变压器进行整流电压，并将其调整到适合给电池充电的水平。
小结
高效的OBC设计绝不是一件容易的事情，其尺寸和性能对电动汽车运行和整体用户体验的影响非常明显。相关设计必须能够处理各种输入电压，并在轻巧紧凑的结构中尽可能有效地完成千瓦功率的转换。
拓扑和控制方案有很多种，可供选择的设备非常广泛，这些元素将共同决定比较终的设计性能。为了简化设计任务，许多设计师专注于从有限的供应商那里购买设备。理想情况下，他们可能只与一个供应商建立长期的合作关系。安森美()提供广泛的分立器件和功率模块，可以一站式满足OBC电源系统的完整设计要求。