Vol.3 在EV插電式充電系統(tǒng)中的應(yīng)用 概要隨著MLCC(積層貼片陶瓷片式電容器)的大容量化以及高耐壓化發(fā)展，以往主要使用薄膜電容器的領(lǐng)域中也逐漸被MLCC所取代。尤其是具有優(yōu)異溫度特性的溫度補(bǔ)償用(種類1)C0G特性的MLCC，在要求高精度及高可靠性的用途中，除了能夠大幅節(jié)約空間，還可帶來(lái)眾多替換優(yōu)點(diǎn)。
C0G特性的標(biāo)準(zhǔn)極為嚴(yán)格，在-55～+125°C的溫度范圍內(nèi)，溫度系數(shù)為0ppm/°C，允許差為±30ppm/°C。TDK的C0G特性·高耐壓MLCC是一款通過(guò)C0G特性，在行業(yè)最高等級(jí)的廣電容量范圍(1nF～33nF)內(nèi)實(shí)現(xiàn)了1000V耐電壓的產(chǎn)品。在解決方案指南“將薄膜電容器替換為MLCC的指南 Vol.2”中雖然對(duì)EV的無(wú)線充電系統(tǒng)進(jìn)行了說(shuō)明，但在當(dāng)前，帶動(dòng)EV得到普及的則是通過(guò)家庭用AC電源為EV(BEV/PHV)的驅(qū)動(dòng)用電池進(jìn)行充電的插電方式。
以下就將插電充電系統(tǒng)的車載充電器(OBC：板載充電器)中的薄膜電容器替換為MLCC，以及相關(guān)優(yōu)點(diǎn)為中心進(jìn)行說(shuō)明。 插電式充電需要車載充電器HEV與EV(BEV)的不同點(diǎn)如圖1所示。 最大的不同點(diǎn)在于，HEV是通過(guò)并用燃料式發(fā)動(dòng)機(jī)與電馬達(dá)行駛，而EV僅依靠電馬達(dá)行駛。為此，對(duì)于EV而言，從外部電源為驅(qū)動(dòng)用電池充電的系統(tǒng)變得不可或缺。
電池容量越大，續(xù)航距離則越長(zhǎng)。為此，EV的電池尺寸存在增大的趨勢(shì)。同時(shí)，為了縮短充電時(shí)間，電池電壓存在升高的趨勢(shì) 《EV(BEV)的特點(diǎn)》 電池尺寸比HEV大，且為了延長(zhǎng)續(xù)航距離，存在著不斷增大的趨勢(shì)。 HEV的電池電壓大約為150~300V，而EV則達(dá)到了大約400~600V以上，屬于高電壓。 通過(guò)商用交流進(jìn)行充電時(shí)，需要使用車載充電器。 需要對(duì)數(shù)kW的大電力進(jìn)行處理的BMS(電池管理系統(tǒng))。
車載充電器的基本結(jié)構(gòu)與作用EV的插電充電系統(tǒng)分為快速充電與普通充電2種。安裝于高速公路的服務(wù)區(qū)/停車區(qū)及大型商業(yè)設(shè)施等的充電樁屬于快速充電。由于使用從高壓受電設(shè)備輸送的三相交流，因此具有充電時(shí)間短的優(yōu)點(diǎn)，但由于需要專用充電基礎(chǔ)設(shè)施，較為花費(fèi)成本。
普通充電是使用商用交流的方式，通過(guò)家庭室外插座等，利用電纜連接EV進(jìn)行充電。與快速充電相比時(shí)間較長(zhǎng)，但其擁有無(wú)需特意前往裝有充電樁的場(chǎng)所，在家里隨時(shí)可進(jìn)行充電，且費(fèi)用較低的特點(diǎn)。但插電充電方式中，無(wú)法直接以交流方式對(duì)電池進(jìn)行充電，因此需要使用車載充電器轉(zhuǎn)換為直流。車載充電器的基本結(jié)構(gòu)如圖2所示。 圖2：車載充電器(OBC：板載充電器)的基本結(jié)構(gòu) 在車載充電器中，商用交流首先通過(guò)AC區(qū)域進(jìn)行整流、平滑化，之后通過(guò)PFC（改善功率因數(shù)及抑制諧波電路）區(qū)域被送往DC-DC轉(zhuǎn)換器。DC-DC轉(zhuǎn)換器將輸入電壓轉(zhuǎn)換為合適的輸出電壓，并發(fā)揮著對(duì)驅(qū)動(dòng)用電池進(jìn)行充電的作用。
與普通電子設(shè)備中搭載的DC-DC轉(zhuǎn)換器不同，車載充電器的DC-DC轉(zhuǎn)換器在高電壓下使用，同時(shí)，為了延長(zhǎng)續(xù)航距離，其要求具備高轉(zhuǎn)換效率。為此，采用LLC諧振型DC-DC轉(zhuǎn)換器(以下稱為L(zhǎng)LC轉(zhuǎn)換器)的生產(chǎn)商不斷增加。
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