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雷諾車載充電機前端模塊拆解

2020/08/24
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接昨天的部分,這里主要包括幾個部分,有三個參與 PFC 的獨立電感,還有檢測 PE 上電流的高精度電流方案,還有 EMC 考慮使用的電容和電感組合。昨天的視頻里面有涉及到這部分的電路圖參考。

總體來看,雷諾放棄這種設計還是有幾種原因:

1) 最初 ZOE 定位為城市使用,在巴黎推薦 43kW 的交流快充,在 22kwh 和 40kwh 都可以達到很好的效果,隨著電池進一步增大往 50kWh 方向發(fā)展,交流 Quick Charge 的目的和意義不清晰

2) 就交流充電而言:中檔品牌可能短期內設計開發(fā) 11kW 的充電機就夠了,80kwh 以上需求的 22kW 和更高的可能短期內需求不明顯?

3) 第三個,我們來探討一下 Charger 的集成方式和集成路徑

1、電路概覽

如下圖所示,是昨天視頻里面拆解完以后做了一個概覽。

圖 1 ZOE 43kW 非車載充電機的輸入部分?

如前面所說的,雷諾把模塊的左半部分作為輸入點,配置了三相 AC 的交流輸入,把 L1、L2、L3 和 N 線直接輸入到整個前端調制模塊里面。

圖 2 濾波和 PFC 部分?

?

圖 3 內部的配置概覽?

這部分配了小的高壓繼電器,主要起到濾波的作用。

圖 4 濾波電容

?

圖 5 AC 交流接觸器

接觸器在充電點閉合。這通常會在引線中產生明顯的電流尖峰,因為所有 L 條線都有一個 100 uF 的電容器連接至 N?

圖 5 前端的預充電阻?

ZOE 的設計中,在 PE 和 N 之間以兩個極性注入兩個 20 mA 脈沖,以測量接地電阻。如果產生的電壓超過 4 V,則充電被拒絕。

圖 6 保護電路?

?

02、未來的集成方向

1)車載充電機+DCDC

在之前 2.2kW-3.3kW-6.6kW 的發(fā)展路徑上,車載充電機和 DCDC 融合步調基礎主要是:D+C 電路原理級集成技術的探索方向 第一階段:將 DC/DC 功能的部分主電路如何直接服用充電機功能的部分主電路,比如 DC/DC 的高壓直流側的接線端子濾波電路、濾波電容等直接借用 OBC 的高壓直流側的接線端子、濾波電容等,主要成果就是省下一部分 BOM 第二階段:由于車載充電機的功能比較復雜,一般有多個隔離的控制器,所以把 DC/DC 功能的控制板集成進來 然后就是進入比較困難的,兩個功能呢部件的服用,在高頻隔離變壓器進行集成階段,往下挖掘能夠降低成本的空間是有限的。

2)下一步大功率直流和雙配電系統(tǒng)

這條路徑,往下走可能被另一條路所替代,主要是所說的 11kW=>22kW 更高的交流充電需求,面對 DCDC 的功率并不匹配。而且 DCDC 的要求未來可能是雙路獨立帶冗余發(fā)展,支持將來多路的 12V 配電冗余結構,和充電機在一起多了,支撐 L3 以上的配電需求有點力不從心。當然非隔離車載充電機面臨的泄漏電流和來自內部絕緣檢測的問題,還有待突破。

小結:各位周末愉快,這個變色龍車載充電機項目是 LEAR 西班牙為雷諾開發(fā)的很特殊想法的產品,到現(xiàn)在為止也只有雷諾一家在這個方向探索過。隨著下一步的發(fā)展,可能還是有借鑒意義的。

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筆者 朱玉龍,一名汽車行業(yè)的工程師,2008年入行,做的是讓人看不透的新能源汽車行業(yè)。我學的是測試和電路,從汽車電子硬件開始起步,現(xiàn)在在做子系統(tǒng)和產品方面的工作。汽車產業(yè)雖然已經被人視為夕陽產業(yè),不過我相信未來衣食住行中的行,汽車仍是實現(xiàn)個人自由的不二工具,愿在汽車電子電氣的工程方面耕耘和努力,更愿與同行和感興趣的朋友分享見解。