當汽車應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）設計與多合一動力總成系統相整合的思路。

　　什么是多合一動力總成組合架構？

　　多合一動力總成系統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）等動力系統終端器件。如圖1所示，可在機械、控制或動力系統級別應用整合。

　　高電壓電池

　　逆變器

　　電機

　　12-v電池

　　圖1：電動汽車標準架構概述

　　為什么多合一動力總成系統適合HEV/EV？

　　多合一動力總成系統能夠實現：

　　·  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，設計和組裝更簡易。

　　當前市場上的多合一動力總成系統應用

　　有多種不同的方法來實現多合一動力總成系統，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、控制電路和機械時實現高功率密度。選項包括：

　　·  帶有獨立系統的選項1；人氣逐漸降低。

　　·  選項2可以分為兩個步驟：

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

　　·  共享外殼和冷卻系統（常見的選擇）。

　　·  具有控制級整合的選項3當前正發(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和磁性元件較少，但是它的控制算法也為復雜。

　　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的四個常見選項

　　表1概述了當今市場上的多合一動力總成系統。

　　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轉換器的多合一動力總成系統（選項4）

　　43 kW充電器設計，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

　　*第三方數據表明：此類設計可減少約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

　　· 共享控制單元

　?。ㄒ粋€微控制器[MCU]控制功率因數校正級、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

　　· 共享控制單元

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

　　表1：三個成功實現的多合一動力總成系統

　　動力系統組合框圖

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

　　高電壓DC/DC

　　AC電網

　　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

　　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中的電源開關和電磁共享

　　如圖3所示，OBC和高電壓DC/DC轉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磁性整合。由于它們在高電壓側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所示為如何內置降壓轉換器以幫助改善低電壓輸出的性能。