車載充電機(jī)(On-Board Charger；OBC)為新能源電動汽車的動力電池組提供了充電的關(guān)鍵功能，它用于將來自基礎(chǔ)設(shè)施電網(wǎng)的交流電轉(zhuǎn)換為直流電。但如果輸入的是直流電，就不需要這種轉(zhuǎn)換，當(dāng)將直流快速充電樁連接到車輛時，就會繞過OBC直接為動力電池充電。

OBC在純電動汽車(BEV)、插電式混合動力汽車(PHEV)和潛在的燃料電池汽車(FCEV)中都有所使用，這三種汽車統(tǒng)稱為新能源汽車(NEV)。

OBC接受交流電輸入并將其轉(zhuǎn)換為直流電輸出的核心功能，為高壓電池組充電提供了適當(dāng)?shù)碾妷汉?a href="http://www.brongaenegriffin.com/tags/電流/" target="_blank">電流，一般而言，這種功能由于只提供從電網(wǎng)到汽車的輸電，因此是單向的。

OBC會根據(jù)整個電池的健康狀況和電荷狀態(tài)，改變電壓和電流，它的設(shè)計約束包括交流輸入、目標(biāo)輸出功率水平、電池組電壓、冷卻方法、空間約束，以及設(shè)計是單向供電還是雙向供電。此外，在許多情況下，OBC在功能安全上必須支持汽車安全完整性等級(ASIL)的B級或C級。

OBC在新能源汽車中的位置

一、考慮到車載充電機(jī)的整體硬件功能模塊，設(shè)計人員應(yīng)解決以下問題。

01. 對交流電源輸入進(jìn)行交流整流和功率因素校正(PFC)。

02. 初級側(cè)DC-DC。

03. 次級側(cè)整流(無源或有源)。

04. 如果是雙向的，還要進(jìn)行次級側(cè)DC-DC控制。

05. 電壓、電流和溫度診斷。

06. 用于通信和診斷的車載網(wǎng)絡(luò)。

07. 與電動汽車供電設(shè)備的通信。

08. 交流電源、12V電池和高壓電池之間的隔離。

交流整流和PFC有助于最大程度降低無功功率，同時最大程度提高實(shí)際輸電并在AC-DC轉(zhuǎn)換模式下運(yùn)行，在大功率OBC系統(tǒng)中如果沒有PFC，輸電效率就不高，熱負(fù)載就會增加。

OBC的功率因數(shù)(PF)規(guī)格在整個工作范圍內(nèi)通常能達(dá)到PF≥0.9，而在典型工作范圍內(nèi)則能達(dá)到PF≥0.98，高PF值可增加OBC的充電能力，同時也能減少線路/電網(wǎng)電流和視在功率需求。迪龍新能源預(yù)測，未來業(yè)界將更多地關(guān)注與線路/電網(wǎng)諧波含量有關(guān)的各種改進(jìn)，以及輕載條件下的改進(jìn)模式。

迪龍新能源液冷式OBC

二、車載充電機(jī)中的PFC控制器用于執(zhí)行以下功能。

01. 使輸入相電流與輸入相電壓保持一致。

02. 減少從交流電源吸收的峰值電流。

03. 盡可能減少線路/電網(wǎng)電流總諧波失真。

04. 確保輸入電流盡可能接近正弦波形。

雖然在一般應(yīng)用中可以使用無源PFC，但由于OBC需要滿足更高的功率水平、空間限制、散熱要求和功率因素等目標(biāo)，因此需要使用有源PFC。

迪龍新能源風(fēng)冷式OBC

三、車載充電機(jī)常見的有源PFC方案。

01. 傳統(tǒng)升壓

02. 傳統(tǒng)升壓、2通道交錯式

03. 無橋升壓

04. 圖騰柱

05. 維也納整流器

06. 3臂或4臂電橋(3相圖騰柱)

隨著OBC輸出功率的增加，推薦使用可減少電源路徑中二極管數(shù)量的PFC拓?fù)?，或使用幾乎沒有反向恢復(fù)特性的SiC肖特基二極管，設(shè)計人員還可轉(zhuǎn)用SiC MOSFET，這樣就可以使PFC級在更高的頻率下開關(guān)，同時處理更高的系統(tǒng)電壓，從而增加效率和能量密度。

新能源汽車交流充電與直流充電

四、迪龍新能源OBC車載充電機(jī)產(chǎn)品優(yōu)勢。

迪龍新能源OBC采用先進(jìn)的全數(shù)字諧振調(diào)頻技術(shù)，效率高，與同類產(chǎn)品相比，更加節(jié)能、體積小、工作可靠。充電方式采用自有專利技術(shù)，恒壓、恒流、恒功率狀態(tài)自動轉(zhuǎn)換充電法，有效節(jié)省充電時間，具有有源功率因數(shù)校正功能，對電網(wǎng)低污染，輸入和輸出電壓范圍寬。

采用CAN2.0B通信協(xié)議，具有智能充電功能、智能監(jiān)測故障告警保護(hù)功能、燒寫、故障查詢等功能，同時內(nèi)置12V供電池管理系統(tǒng)喚醒信號電源，具有與充電樁連接的控制導(dǎo)引功能（可選）等。

迪龍新能源OBC產(chǎn)品專為新能源汽車高壓電池充電而設(shè)計，與國際先進(jìn)汽車電源廠商同步，各項性能指標(biāo)已達(dá)到國際同行水平，無故障運(yùn)行時間更長，系列OBC也可適用于需要恒壓、恒流、恒功率充電的各個領(lǐng)域。

審核編輯 黃宇