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雷诺车载充电机前端模块拆解

2020/08/24
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阅读需 4 分钟
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接昨天的部分,这里主要包括几个部分,有三个参与 PFC 的独立电感,还有检测 PE 上电流的高精度电流方案,还有 EMC 考虑使用的电容和电感组合。昨天的视频里面有涉及到这部分的电路图参考。

总体来看,雷诺放弃这种设计还是有几种原因:

1) 最初 ZOE 定位为城市使用,在巴黎推荐 43kW 的交流快充,在 22kwh 和 40kwh 都可以达到很好的效果,随着电池进一步增大往 50kWh 方向发展,交流 Quick Charge 的目的和意义不清晰

2) 就交流充电而言:中档品牌可能短期内设计开发 11kW 的充电机就够了,80kwh 以上需求的 22kW 和更高的可能短期内需求不明显 

3) 第三个,我们来探讨一下 Charger 的集成方式和集成路径

1、电路概览

如下图所示,是昨天视频里面拆解完以后做了一个概览。

图 1 ZOE 43kW 非车载充电机的输入部分 

如前面所说的,雷诺把模块的左半部分作为输入点,配置了三相 AC 的交流输入,把 L1、L2、L3 和 N 线直接输入到整个前端调制模块里面。

图 2 滤波和 PFC 部分 

 

图 3 内部的配置概览 

这部分配了小的高压继电器,主要起到滤波的作用。

图 4 滤波电容

 

图 5 AC 交流接触器

接触器在充电点闭合。这通常会在引线中产生明显的电流尖峰,因为所有 L 条线都有一个 100 uF 的电容器连接至 N 

图 5 前端的预充电阻 

ZOE 的设计中,在 PE 和 N 之间以两个极性注入两个 20 mA 脉冲,以测量接地电阻。如果产生的电压超过 4 V,则充电被拒绝。

图 6 保护电路 

 

02、未来的集成方向

1)车载充电机+DCDC

在之前 2.2kW-3.3kW-6.6kW 的发展路径上,车载充电机和 DCDC 融合步调基础主要是:D+C 电路原理级集成技术的探索方向 第一阶段:将 DC/DC 功能的部分主电路如何直接服用充电机功能的部分主电路,比如 DC/DC 的高压直流侧的接线端子滤波电路、滤波电容等直接借用 OBC 的高压直流侧的接线端子、滤波电容等,主要成果就是省下一部分 BOM 第二阶段:由于车载充电机的功能比较复杂,一般有多个隔离的控制器,所以把 DC/DC 功能的控制板集成进来 然后就是进入比较困难的,两个功能呢部件的服用,在高频隔离变压器进行集成阶段,往下挖掘能够降低成本的空间是有限的。

2)下一步大功率直流和双配电系统

这条路径,往下走可能被另一条路所替代,主要是所说的 11kW=>22kW 更高的交流充电需求,面对 DCDC 的功率并不匹配。而且 DCDC 的要求未来可能是双路独立带冗余发展,支持将来多路的 12V 配电冗余结构,和充电机在一起多了,支撑 L3 以上的配电需求有点力不从心。当然非隔离车载充电机面临的泄漏电流和来自内部绝缘检测的问题,还有待突破。

小结:各位周末愉快,这个变色龙车载充电机项目是 LEAR 西班牙为雷诺开发的很特殊想法的产品,到现在为止也只有雷诺一家在这个方向探索过。随着下一步的发展,可能还是有借鉴意义的。

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笔者 朱玉龙,一名汽车行业的工程师,2008年入行,做的是让人看不透的新能源汽车行业。我学的是测试和电路,从汽车电子硬件开始起步,现在在做子系统和产品方面的工作。汽车产业虽然已经被人视为夕阳产业,不过我相信未来衣食住行中的行,汽车仍是实现个人自由的不二工具,愿在汽车电子电气的工程方面耕耘和努力,更愿与同行和感兴趣的朋友分享见解。