新能源汽车OBC、DC/DC概述(市场|技术|供应商|整车配套)


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。2019年,电动汽车车载充电机市场规模约31亿元,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2023年国内电动汽车车载充电机市场规模将达到57.9亿元。

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BMSCAN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。

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PFCLLC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

国内新能源汽车都标配了车载充电机,家用电源线也能给车辆充电。目前电动汽车上使用的充电机主要是密封式车载充电机和便携非密封式充电机两种。

车载式充电机按照技术标准应满足抗震、防水、散热等基本要求,这就决定了其应是密封式金属外壳、内部采用全灌胶或局部灌胶工艺,否则是很难实现标准要求。正规厂家生产且满足这类标准的车载式充电机充电过程是不存在安全隐患的。

便携非密封式充电机在微型电动车上,不论是便携使用还是车载使用都是不安全的。用户由于担心其进水、被盗等原因,经常把充电机与插排一起放到驾驶室内进行充电,这样就非常容易引起火灾。便携非密封式充电机适合一些有专人维护和固定充电场地的车辆,譬如高尔夫球车、观光旅游车、叉车等。 


02

车载充电机市场概况


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。2019年,电动汽车车载充电机市场规模约31亿元,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2023年国内电动汽车车载充电机市场规模将达到57.9亿元。

(数据来源于一览众咨询发布的《2020-2025年新能源汽车车载充电机市场及企业调研报告》)

第二部分  DC/DC转换器技术及市场


DC-DC转换器一般会配套其他部件供应给整车企业,企业很难依靠这单一部件来盈利,在产量较低的时候,BOM成本会很高,不易切入,因此市场供应格局相对稳定。


01

技术原理及应用场景


DC/DC变换器是将一种电平的直流电压变换为另一种电平的直流电压的电路。

DC-DC转换器的主要部件是变压器。利用变压器改变电压时,变压器需通过交流电压。充电电池是直流电压,因此DC-DC转换器通过利用功率半导体ON/OFF来自充电电池的直流电压,将其转换成交流电压。

然后,利用变压器转换交流电压,再利用功率半导体将交流电压转换成12V的直流电压。利用功率半导体转换交流和直流时,为抑制电压波形的噪声(平滑化),还使用了电容器。

通俗来讲,变换器的输入是一个已经经过滤波之后的直流电压,但是其可以是固定不变的;变换器的输出是可变的直流电压,也针对许多应用设计成多种输出电压。目前DC/DC变换器的效率可以很高,达到90%以上。

从类别来看,根据是否使用隔离变压器,DC/DC变换器可分为隔离式DC/DC变换器和非隔离式DC/DC变换器

非隔离式DC/DC变换器一般都有一个开关和一个二极管,有的可能还会有一个电感和一个电容等储能元件。还有一些其他类型的非隔离式DC/DC变换器,其电路拓扑中有两个开关、两个二极管和一些储能元件。

在许多应用场合,包括在电动汽车和混合动力汽车中需要实现输入和输出的电气隔离,隔离式DC/DC变换器就是这样一种有高频隔离变压器的基本拓扑结构。

网站建设