认识OBC
1.认识车载OBC
OBC: on-board Charger , 新能源汽车车载充电机
功能： 将交流充电桩的交流电转换为动力电池所需的直流电，实现对动力电池的充电，使用交流充桩充电的新能源汽车需要搭载车载充电机。
说人话就是：车载OBC(On-Board Charger)是安装在新能源电动车内的变压器，它将交流充电桩输出的交流电转化为高压直流电，给整车高压动力电池充电。
在电动汽车中的形态：
2 OBC主要分类
- 单向车载OBC： 只能单方向从充电桩 给动力电池充电。
- 双向车载OBC： 可以把动力电池的直流电逆变成为家用220V交流电，遇上停电期车可作为家庭应急电源使用。对外提供单相交流电
3 主要功能
车载充电机在电动汽车中扮演着重要的角色，其中最重要的是与BMS（电池管理系统）和车辆监控系统进行通信。
- 通过高速网络CAN与BMS进行交互，能够根据BMS的指令动态输出最适合动力电池状态的电流和电压参数，为电池组选择最优的充电模式。在充电过程，BMS主要监测动力电池组电压、电流、温度和连接状态等信息，以控制和保护电池。
- 通过高速CAN网络与车辆监控系统通信，上传自己的工作状态、工作参数和故障告警信息，并接受启动充电或停止充电的控制命令。
- 还具有完备的安全防护功能。例如交流输入过压保护、交流输入欠压告警、交流输入过流保护、直流输出过流保护、直流输出短路保护、输出软启动、防止电流冲击、阻燃等。这些功能在充电过程中保护电池，防止过热、过充和短路等危险情况的发生，确保电池的安全和稳定运行。
4 组成结构
车载OBC由多个部分组成，其中包括AC交流输入端口、功率单元、控制单元、低压辅助单元和DC直流输出端口。
- AC 交流输入端口： 负责接收来自充电桩的交流电，一般有7个pin口、三类连接。标准的输入接口采用工频单相输入220V电压，如果功率需要，也可以启用两个备用pin口，实现380V输入。
- 功率单元： 作为充电能量的传递通道，主要包括电磁干扰抑制模块、整流模块、功率因数校正模块、滤波模块、全桥变换模块和直流输出模块。在控制单元的配合下，将输入工频交流电转化成适合动力电池系统能够接受的适当电压的直流电
- 控制单元：是车载充电机的核心部分，通过开关器件控制功率单元的转换过程，经闭环控制方式精确完成转换功能，并提供保护功能。主要包括原边检测及保护模块、过流检测及保护模块、过压/欠压监测及保护模块和DSP主控模块。
- 低压辅助单元（可选， DCDC）：为控制单元的电子器件提供低压供电，并实现系统与外界的联系。主要包括CAN通信模块、辅助电源模块和人机交互模块。
- 直流输出端口： 负责向蓄电池提供直流电，包括低压辅助电源正负极两个pin口、高压充电回路正负极两个pin口、底盘地、通讯线CAN-H和CAN-L（还可以有CAN屏蔽）、充电请求信号线。
5 主要性能指标
车载OBC的技术指标主要包括输入电压、工作效率、功率因素、谐波、输出纹波、输出电压和输出电流等。
QC/T 895-2011标准中对输入电压、电流及输出电压推荐值等有提出明确的要求。
- 功率等级：国内和海外的新能源汽车充电功率不同、常见的OBC充电功率为3.3 kW、6.6 kW（主流）、11 kW和22kW。11kW的OBC，意味着充满66kWh的动力电池需要6h。
- 转换效率：效率是很重要的目标，与整个单元的散热方式息息相关。
- 容积&重量&功率密度：汽车对于部件的体积和重量都有着严格的要求，设计要求比较高。目前趋势是OBC+DC/DC二合一集成，或者OBC+DC/DC+PDU做三合一集成，功率密度大幅提升，体积变小。
- 散热方式：有主动风冷和液冷两种方式。功率升高到11KW之后，液冷成主流。对于现在集成度比较高的多合一，一般会和电机散热做集成，统一使用液冷。
- 成本：部件的成本要求比较高，目前小三电比较卷，小三电供应商普遍毛利率在15%～20%。
5 拓扑结构
先AC->DC整流，再DCDC调压给到动力电池。
车载OBC一般采用两级架构：
- 前级PFC （功率因数校正 power factor correction）主要负责功率因数校正，一般输出400V直流电。
- 后级DC/DC电路从PFC母线取电，将电压调整为所需幅值，一般输出200-500V的高压直流电给动力电池，实现隔离和调压功能。
- 每级电路不管如何设计，最终都以追求高频化、高功率因数与高效化为设计目标。
6 发展趋势
- 目前市场主流车型搭载的车载OBC输出功率由3.3kW向6.6kW升级，车载OBC未来向着功率等级提升，尺寸小型化、双向转换和集成化的方向发展
- 输出功率6.6kW的车载充电机已成国内主流趋势，正琢步升至11kW、甚至22kW。同时各企业研发出二合一、三合一甚至八合一集成方案，目前较优的二合一方案为6.6kW OBC +1.5kW DC/DC，三合一为6.6kW OBC+2kW DC/DC+PDU，以及和电机/减速器/电机控制器，集成成六合一驱动系统。
