新能源汽车高压电系统入门介绍（新能源汽车充配电）

目前新能源汽车“小三电”的说法有很多个版本，但是公认度最高的版本还是车载充电器OBC、直流转换器DCDC和电源分配单元PDU组成的充配电“小三电”让我们一起来看一下它们的主要作用、关键技术和应用前景是怎么样的吧，下面我们就来说一说关于新能源汽车高压电系统入门介绍?我们一起去了解并探讨一下这个问题吧!

新能源汽车高压电系统入门介绍

目前新能源汽车“小三电”的说法有很多个版本，但是公认度最高的版本还是车载充电器OBC、直流转换器DCDC和电源分配单元PDU组成的充配电“小三电”。让我们一起来看一下它们的主要作用、关键技术和应用前景是怎么样的吧。

什么是新能源汽车“小三电”

说到新能源汽车“小三电”，我们就要来说一下新能源关键零部件的组成和对应的“大三电”的定义。

↑传统汽车和新能源汽车关键零部件对比

基于UBS投资银行研究报告对传统汽车和新能源汽车关键零部件对比，传统汽车的关键零部件是我们熟知的油箱、发动机、起动机、发动机附件、差速器、离合器、多速变速箱、12V电池、催化器及颗粒物过滤器和消声器组成。而新能源汽车的关键零部件对应为锂离子电池、驱动电机、电机电控逆变器、电源分配单元、直流转换器、充电器和12V电池组成。其中电池、电机和电控就是行业公认的新能源汽车“大三电”。

↑新能源汽车关键零部件分类

那为什么“大三电”能够行业公认，“小三电”则有多种版本呢？其根本原因就是新能源汽车关键零部件的分类方法。从动力总成大类，电池、电机和电控组成的“大三电”无疑占据着主要地位，而整合车载网络分类的电源分配单元、高压空调压缩机、PTC高压电加热器和直流转换器以及充电设施分类的快速充电单元和车载充电器则存在多样化和快速演变的现状。因此对应的“小三电”既有高压空调压缩机、电子助力转向系统和线控刹车系统的版本，又有车载充电器OBC、直流转换器DCDC和电源分配单元PDU的版本。但是由于空调、转向和刹车是传统汽车技术的延续，因此逐渐排除在“小三电”之外而回到各自专注的技术门类。而车载充电器OBC、直流转换器DCDC和电源分配单元PDU的“小三电”扮演着交流和直流能量转换和传输的重要功能。

“小三电”的功能细节

↑雪佛兰Bolt新能源关键部件

我们借着沃德十佳动力总成雪佛兰Bolt的新能源关键部件来细聊一下“小三电”的功能。主要组件如下：其中直流转换器（通用称APM）和车载充电器（通用称OBCM）以及电源分配单元（通用称HPDM）分别采用了上下层叠的布置形式。

1. 座舱加热冷却模块Cabin Heater and CoolerModule (CHCM)

2. 电机驱动功率逆变器模块 Single PowerInverter Module (SPIM)

3. 高压电池组 Rechargeable EnergyStorage System (RESS)

4. 手动维修断路开关 Manual ServiceDisconnect (MSD)

5. 高压电池组加热模块 Battery Heater

6. 高压空调压缩机 Air ConditionerCompressor Module (ACCM)

7. 车载充电器 On-Board Charger Module(OBCM)

8. 12V附件功率模块Accessory Power Module (APM)

9. 电源分配单元与电池断路控制模块 High PowerDistribution Module (HPDM)

电源分配单元

↑雪佛兰Bolt新能源动力总成组成示意图

电源分配单元的功能可以理解成一个能源的路由器，它负责将能源高效安全地分配给新能源汽车的各种高压用电器。雪佛兰Bolt通过电源分配单元HPD从高压锂电池RESS分别经过总线和菊花链的形式将能量传输给电机类的负载（SPIM，CHCM，ACCM）和加热和能量转换的负载（Battery Heater, APM, OBCM）。通过有效地分组，能够大幅降低各种干扰在高压总线上的传播。

↑直流转换器和车载充电器雪佛兰Bolt革新对比

直流转换器

直流转换器的功能主要是把锂电池的高压直流电转换成12V直流电供传统负载使用。雪佛兰Bolt的电气化程度不断提高，更多的用电器直接挂接到了高压总线。因此直流转换器APM的功率要求较上一代有所减小。其体积也大幅降低。

车载充电器

车载充电器的功能主要是把家用交流充电桩的交流电转换成高压直流电为锂电池充电。对应的由于雪佛兰Bolt使用了更大容量的高压锂电池组，因此车载充电器OBCM功率要求较上一代有所提升。其体积相当的前提下，功率是原来的一倍。且APM模块可叠放在OBCM模块上方。

“小三电”的技术革新

↑安全、稳定和高度集成的“小三电”

“小三电”的技术正在走向集成化和平台化设计。我们以比亚迪纯电E平台为例，它非常强调集成化设计，它具体体现在33111这组数字上。它分别代表驱动三合一、高压三合一、一个多合一车身控制器、一个智慧屏幕和一个高性能电池。而高压三合一对应“小三电”OBC车载充电器、DCDC直流转换器和PDU电源分配单元的充配电总成高度集成。

↑比亚迪纯电E平台驱动三合一与高压三合一

高压三合一产品--充配电总成位于电子驱动轴的上方，负责车载充电，高低压转换和功率分配的功能。三合一的设计使得部分电路能够按照使用工况达到共享。从而更集中的热管理以及提升能量转换效率。

↑比亚迪纯电E平台充配电总成

“小三电”高度集成的充配电单元已经逐渐成为国内新能源汽车的发展主流，甚至可以说是领先优势。在汽车零部件供应商联合电子的官网上也能够找到名为CHARCON充配电单元的介绍。它集成了11kW车载充电机OBC、2.5kW直流转换器DCDC和电源分配单元PDU组成的“小三电”三合一所有功能。通过三代半导体碳化硅SiC技术来同时满足高效率和高功率密度，从而灵活实现交流和直流的双向转换和传输。

↑联合电子CHARCON充配电单元

综上所述，新能源汽车“小三电”的说法有很多个版本，但是公认度最高的版本还是车载充电器OBC、直流转换器DCDC和电源分配单元PDU组成的“小三电”。它扮演着交流和直流能量转换和传输的重要功能。随着技术不断成熟它正朝着高度集成、安全和稳定的方向发展。