自然冷DC/DC变换器。增程器。2019电动汽车百人会解读(I)︱“新能源汽车与电力电子技术”系列之十二
增程器,本质就是一个发电机。输入的能量形式是汽油,输出的能量形式是电。一句话,就是汽油发电给电池充电。 这可简单理解为车上带个油桶来作为应急利器。 我在2016年看到一篇报道说某以色列公司研发出一款增程器,价格100美元,单箱满油行驶距离超过1600千米(990英里),是目前传统发动机行驶距离的两倍!真有这等神器,增程式确乎好车型哦! 对于相同续航里程而言,增程式的成本应该会便宜很多? —— 有了增程式之后,油和电的比例就会成为关注焦点。 对于这种插电式单电机驱动的增程式车型,我更关注的问题是: 1,增程式是保留快充口,慢充口,还是两者都保留? 这个问题的答案如前面微型车的市场实践,市场已经给出了部分答案: 快充口必须保留。 是否去掉OBC,只要快充口,短期内取决于车企的勇气,长期来看是一种必然。 这个趋势分析请参考系列之三《去OBC趋势的路线图和助推力》。 2,增程式的OBC,DC/DC和PDU这三者怎么处理? 这个问题的答案和第一类车型的答案类似,只是针对10万以上的车型,价格未必那么敏感,人们可能更会选择7kW壁挂式直充电机代替OBC 6.6kW,而不是3.5kW便携式直充电机代替OBC 3.3kW。 当然,如果电池的度数小于40度电,使用3.5kW便携式就基本满足绝大多数车主家庭充电的需要。 总结起来,主流车企将选择下面两种方案之一: 方案一: 3.5kW便携式直流充电机或7kW壁挂式直流充电机(代替OBC)+ 二合一(自然冷或水冷DC/DC变换器,和高压配电盒 ) 采用7kW壁挂式直流充电机的车型更多一些。 我们坚定这个信念的依据是对乘用车应用场景的“二分法”:有停车位安装7kW交流充电桩或7kW直流充电机; 没有停车位。 前者对于用户来说,体验是一样的。后者有了OBC也很少用得上,在社会运营充电站充电,越快越好。不可能愿意在交流桩上充电等待几个小时。 采用自然冷或水冷DC/DC变换器,取决于DC/DC的功率有多大。功率大于2kW,采用自然冷的技术实现难度还比较大。 值得一提的是,虽然电机控制器和变速器,电机深度集成在一起的趋势很明朗,但这种集成是有技术门口槛的,短期内大量商用的供应商很少。 短期内,车企禁不住创新诱惑,会折腾出过渡方案,譬如将电机控制器和DC/DC变换器,PDU集成在一起。 这也许也不失为一种好的集成? 方案二:三合一(6.6kW OBC +DC/DC +PDU)总成,水冷或风冷 这个方案目前绝大多数都是水冷。 OBC厂家在不断细化升级这个方案,以阻止去OBC的趋势,譬如将这个方案的成本做得更低,体积做得更小,甚至OBC采用双向。 比较流行的做法是将OBC和DC/DC采用深度集成,共用变压器。 这种深度集成带来的核心问题是售后问题。集成后搞得太复杂了。 一旦量产故障率下不来,将是极其巨大的灾难。 以这个行业的积累,特别是电力电子这种产业的特点,我对这种方案的可靠性是非常非常担忧的。当然,这种担忧需要3年后才能应验。因为从Design in到SOP量产,到上市形成销量,再到市场使用获得反馈,至少要3年了。 3年之内,大家都在怀抱美好的假设,蒙眼狂奔。 做好一辆电动汽车,车型定义极为关键。除此之外,需要工业设计技术(造型),机械设计技术(整车布置),电化学材料技术(电池),嵌入式技术和软件工程技术(智能化)和复杂集成的系统思维能力,而且,还要大量涉及电力电子技术。 掀开电动汽车的前车盖,电力电子人一眼看出,前车盖里面都是电力电子的技术。本文阐明了电动汽车产业链上AC/DC和DC/DC的技术方向。未来五年,离不开本文所述几种方案。最终,哪种方案更主流,要取决于三年后才反应出来的故障率。故障率超过5%,OBC被去掉是必然的,否则,可能两种方案长期并存。 至于电机控制器所属的DC/AC领域,笔者认为SiC的应用以及DC/AC硬件电路和电机的PCB板电路集成在一起是一个必然。 以上结论,供试图进入这个领域的旁观者参考。 |
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