新能源汽车动力系统领域

　　与传统架构不同，多合一动力系统具有明显的优势。它可以提高功率密度，提高可靠性，并具有标准化和模块化的能力。设计和组装更简单。最重要的是优化成本。必须面对的一个现实是，新能源汽车要想在市场上真正与传统燃油汽车竞争，还需要提高产品的可靠性和一次性购买成本。

　　从技术突破方向来看，国内外主流汽车企业和各大汽车企业Tier1的主要重点是三电领域，包括动力电池、电机和电气控制“大三电”降低性能提升成本，还包括车载充电器（OBC），高电压DC/DC，逆变器和配电单元（PDU）在内的“小三电”迭代升级。在“小三电”本领域，通过系统轻量化设计、一体化等方式提高效率，降低成本，从而提高整个产品的性价比。这是目前业界的共识。

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　　德州仪器(TI)简介：当汽车应用程序可以使用更少的部件完成更多的工作时，它可以提高可靠性，同时降低重量和成本，即电动汽车（EV）混合电动汽车（HEV）设计与多合一动力总成系统相结合的理念。在过去的40年里，德州仪器公司一直致力于帮助加速汽车的绿色、电子和智能化进程。到目前为止，市场上已经有7000多种汽车规格产品，每年都在以数百种新产品的速度增长。现在，它已经存在ADAS，四大汽车电子细分领域：信息与娱乐系统、车身电子与照明、新能源汽车动力系统，为客户提供系统级解决方案。

　　其中，德州仪器在新能源汽车动力系统领域的一个重要产品就是多合一动力总成解决方案。多合一动力总成组合框架集成如车载充电器（OBC），高电压DC/DC（HVDCDC），逆变器和配电单元（PDU）等动力系统终端装置。可用于机械、控制或动力系统级别集成。

　　1.电动汽车标准架构概述

　　与传统体系结构不同，多合一动力总成系统具有明显的优势。它可以提高功率密度，提高可靠性，并具有标准化和模块化的能力。设计和组装更简单。最重要的是优化成本。因此，这种集成系统也已成为汽车电气化过程中的发展趋势。

　　高工锂电学说，小三电动力系统的发展主要分为四个阶段：独立组、机械集成、控制级集成和功率级集成。

　　其中，独立组件的结构形式已逐渐被淘汰，目前最常见的机械集成方式是共享外壳和冷却系统。

　　2.机械集成后，控制级集成已逐渐导入使用。

　　通过OBC，高电DC/DC，PDU三合一高压集成可以优化电磁干扰（EMI），同时也可以提高轻量化和性能。数据显示：这种设计可以减轻重量和体积40%左右，增加功率密度40%。

　　控制级集成后，将进一步演变为功率级集成模式。由于电源电路中的电源开关和磁性元件较少，成本优势将更加明显，但其控制算法也是最复杂的。

　　德州仪器介绍，目前可提供多合一动力系统的功率级集成，可实现功率开关器件共享和磁性集成功能的多合一。

　　3.多合一动力总成系统中的电源开关和电磁共享

　　具体实现方法，OBC和高电压DC/DC转换器连接到高压电池，因此车载充电器和高压电池DC/DC全桥额定电压相同，使车载充电器和高压电压相同DC/DC全桥共享功率开关器件成为可能。

　　另外，将两个变压器集成在一起变压器集成在一起来实现。由于它们在高压侧具有相同的额定电压，最终可能成为三端变压器。

　　在性能提升方面，德州仪器介绍，在其多合一动力总成系统解决方案中，内置降压转换器有助于提高低压输出的性能。

　　当组合拓扑在高压电池充电条件下工作时，将精确控制高压输出。然而，低压输出的性能将受到限制，因为变压器的两个端子耦合在一起。提高低压输出性能的一个简单方法是添加一个内置的降压转换器，但这需要权衡额外的成本。

　　4.提高低压输出的性能

　　与此同时，德州仪器的产品方案也可以通过共享来提高功率密度，最大限度地降低成本。

　　如同OBC和高电压DC/DC同样，车载充电器的集成PFC三相桥与牵引电机驱动的三相桥的额定电压非常接近。如图5所示，三相桥共享功率开关装置，可实现车载充电器和牵引电机驱动器，可降低成本，提高功率密度。

　　5.在组合框设计中共享组件

　　此外，由于电机中通常有三个绕组，因此也可以通过OBC作为一种功率因数校正电感器，中共共享绕组实现磁性整合，这也有助于降低设计成本，提高功率密度。

　　德州仪器认为，从低级机械集成到高级电子集成，“小三电”随着系统的不断发展，系统的复杂性将随着整合水平的提高而增加。

　　不过，每一个多合一动力总成系统变型都会有不同的设计挑战，德州仪器通过多种方式应对这一挑战。

　　首先，仔细设计磁性集成以实现最佳性能。其次，对于集成系统，控制算法将更加复杂，并增加该领域的研发投资。第三，设计一个高效的冷却系统，以在较小的系统中释放所有的热量。最后，灵活性是多合一动力系统的关键，它为用户提供了通过多种选项在任何级别探索设计的机会。

　　高宫锂了解到，除了多动力系统外，德州仪器还可以在核心应用领域提供自动启停、电池管理、电动转向动力、发动机和变速箱控制等产品和解决方案。在电机控制、车载充电系统、双向电源管理系统、电源电池管理和监控系统中，它们都符合功能安全ISO26262标准设备及解决方案。此外，它还提供了非常先进的数字信号处理、电源管理、测量芯片、隔离芯片等方案。

　　德州仪器中国汽车业务部总经理张磊认为，在汽车领域，其优势主要体现在三个方面面，一个是多元化的产品广度可以提供系统支持，在150多个汽车相关应用中，有近350个整体参考设计，提供客户系统支持，可以使客户产品从开发到市场。

　　其次，相关的设计和产品方案符合国际认证标准，可以满足汽车水平的使用要求。第三，在供应链安全方面，德州仪器通过全球化工厂控制关键部件的生产和制造，以确保全球供应链的供应保障和安全。