當(dāng)汽車應(yīng)用程序可以用更少的零件完成更多的工作時，就可以在減少重量和成本的同時提高可靠性，這就是將電動汽車（EV）和混合電動汽車（HEV）設(shè)計與多合一動力總成系統(tǒng)相整合的思路。

　　什么是多合一動力總成組合架構(gòu)？

　　多合一動力總成系統(tǒng)整合了諸如車載充電器（OBC）、高電壓DC/DC（HV DCDC）、逆變器和配電單元（PDU）等動力系統(tǒng)終端器件。如圖1所示，可在機械、控制或動力系統(tǒng)級別應(yīng)用整合。

　　高電壓電池

　　逆變器

　　電機

　　12-v電池

　　圖1：電動汽車標準架構(gòu)概述

　　為什么多合一動力總成系統(tǒng)適合HEV/EV？

　　多合一動力總成系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)：

　　·  提高功率密度。

　　·  增加可靠性。

　　·  優(yōu)化成本。

　　·  具有標準化和模塊化能力，設(shè)計和組裝更簡易。

　　當(dāng)前市場上的多合一動力總成系統(tǒng)應(yīng)用

　　有多種不同的方法來實現(xiàn)多合一動力總成系統(tǒng)，但是圖2概述了四種常見的方法（以車載充電器和高電壓DC/DC組合框為例），以便在組合動力系統(tǒng)、控制電路和機械時實現(xiàn)高功率密度。選項包括：

　　·  帶有獨立系統(tǒng)的選項1；人氣逐漸降低。

　　·  選項2可以分為兩個步驟：

　　·  共享DC/DC轉(zhuǎn)換器和車載充電器的機械外殼，但拆分獨立的冷卻系統(tǒng)。

　　·  共享外殼和冷卻系統(tǒng)（常見的選擇）。

　　·  具有控制級整合的選項3當(dāng)前正發(fā)展到選項4。

　　·  選項4具有的成本優(yōu)勢，因為電源電路中的電源開關(guān)和磁性元件較少，但是它的控制算法也為復(fù)雜。

　　選項1獨立組件

　　選項2機械整合

　　選項3控制級整合

　　選項4功率級整合

　　電源

　　控制

　　機械

　　車載充電器（OBC）

　　車載充電器（OBC）

　　車載充電器（OBC）

　　車載充電器（OBC）

　　圖2：OBC和DC/DC多合一動力總成系統(tǒng)的四個常見選項

　　表1概述了當(dāng)今市場上的多合一動力總成系統(tǒng)。

　　OBC、高電壓DC/DC、PDU三合一高電壓整合，可優(yōu)化電磁干擾（EMI）（選項3）

　　整合了車載充電器和高電壓DC/DC轉(zhuǎn)換器的多合一動力總成系統(tǒng)（選項4）

　　43 kW充電器設(shè)計，整合了車載充電器、牽引逆變器和牽引電機（選項4）

　　· 6.6 kW車載充電器

　　· 2.2 kW直流/直流

　　· 配電單元

　　*第三方數(shù)據(jù)表明：此類設(shè)計可減少約40%的重量和體積并提升40%的功率密度

　　· 6.6 kW車載充電器

　　· 1.4 kW直流/直流

　　· 磁性整合

　　· 共享電源開關(guān)

　　· 共享控制單元

　?。ㄒ粋€微控制器[MCU]控制功率因數(shù)校正級、一個MCU控制DC/DC級和一個高電壓DC/DC）

　　· 6.6 kW車載充電器

　　· 1.4 kW直流/直流

　　· 磁性整合

　　· 共享電源開關(guān)

　　· 共享控制單元

　?。ㄒ粋€MCU控制功率因數(shù)校正級、一個MCU控制DC/DC級和一個高電壓DC/DC）

　　表1：三個成功實現(xiàn)的多合一動力總成系統(tǒng)

　　動力系統(tǒng)組合框圖

　　圖3描繪了一個動力系統(tǒng)框圖。該框圖實現(xiàn)了具有電源開關(guān)共享和磁性整合功能的多合一動力總成系統(tǒng)。

　　高電壓DC/DC

　　AC電網(wǎng)

　　DC/DC主電源

　　變壓器

　　DC-Link

　　變壓器

　　DC/DC二級電源

　　高電壓電池250V-450V

　　高電壓電池250V-450V

　　DC/DC主電源

　　DC/DC二級電源

　　低電壓電池9V-16V

　　變壓器

　　AC電網(wǎng)

　　DC-Link

　　DC/DC主電源

　　DC/DC二級電源

　　低電壓電池9V-16V

　　高電壓電池250V-450V

　　DC/DC主/二級電源

　　組合框（DC/DC + OBC）

　　圖3：多合一動力總成系統(tǒng)中的電源開關(guān)和電磁共享

　　如圖3所示，OBC和高電壓DC/DC轉(zhuǎn)換器都連接到高電壓電池，因此車載充電器和高電壓DC/DC的全橋額定電壓相同，使得車載充電器和高電壓DC/DC的全橋共享電源開關(guān)成為可能。

　　此外，將圖3所示將兩個變壓器整合在一起即可實現(xiàn)磁性整合。由于它們在高電壓側(cè)具有相同的額定電壓，因此終可能成為三端變壓器。

　　提升性能

　　圖4所示為如何內(nèi)置降壓轉(zhuǎn)換器以幫助改善低電壓輸出的性能。