新能源车辆的动力系统由电驱/电控,高压配电,电池,充电/直流-直流转换等单元等组成.
一,车载动力系统单元拆解
1-1 电驱/电控单元监测电池和电动机的状态, 如依据加速踏板控制电机输出电磁力,给电机供电并对其进行精细控制和调整以达到最佳效果.
1-2高压配电单元高压配电单元通过母排及线束将高压元器件电连接,为新能源汽车高压系统提供充放电控制,高压部件上电控制,电路过载短路保护,高压采样,低压控制等功能等,保护和监控高压系统的运行.
1-3电池单元电池储存车辆需要的电能.电池通常采用锂离子电池或磷酸锂铁电池.电池分为高压和低压两种类型,高压电池主要负责给电动机供电,低压电池用于车辆其他系统的电力需要.一般来说,电池的续航里程是评估电动车性能和使用体验的关键指标之一.
1-4充电(OBC)/直流-直流转换单元通常将充电和直流-直流转换功能集成一体.充电将交流电转化为直流电,将电能存储到电池中.直流-直流转换器将电池中的能量转换成系统可用的低压电源.
在这几大类应用系统中,由于控制系统通常在低压侧(12V/24V),而功率器件通常在高压侧(400V/800V).从系统安全的角度考虑,需要有一套安全可靠的隔离电源方案,给系统的低压和高压侧分别供电.
二,痛点分析
2-1EMI问题传统方案推出较早,采用固定频率方式,开关频率的噪声问题通常比较难解决,需要花较多的时间对EMI滤波器件进行设计,同时需要较大的EMI滤波器,增加系统成本.
2-2输入电压范围问题在很多客户应用中,需要支持12V/24V的电池输入,但传统方案需要采用不同的线路设计.
2-3过流保护功能传统方案中,过流保护常采用恒流模式的保护方式.而工程师在系统设计时,为了提高系统抗干扰能力,通常会设计采用一个较大的过流保护点.当线路长时间在过流点工作时,随着磁性元件的温升,饱和电流点的下降,可能会导致变压器/电感饱和,从而引起线路损坏.
2-4启动电流问题多电源工作时,启动时的冲击电流过大,导致系统在低电池电压时,不能正常启动.
芯洲科技最新推出的SCT81620Q(MSOP-8),SCT81621Q(MSOP-10)升压/升降压/反激控制器方案可完美解决以上应用痛点问题,为客户带来最佳的动力系统辅助源解决方案.
方案1-反激式辅助源解决方案方案2-高性能Sepic辅助源解决方案SCT81620Q/SCT81621Q解决方案拥有以下优点:
3-1具有抖频功能与传统方案可以P2P替换,在不改动外围PCB设计的基础上,快速提升系统EMI性能,并可降低系统EMI滤波器体积,减少系统成本.
3-2宽电压范围支持最高电压65V,可以一套线路设计满足12V/24V车载电池应用需求.
3-3打嗝模式采用打嗝模式的保护功能,有效降低过流时系统功耗,防止磁性元件出现饱和.
3-4启动冲击电流低SCT81620Q的启动时间为22ms,与传统方案相比,启动冲击电流仅是传统方案的20%.