应用于混合动力/电动车辅助系统的小功率模块 easy module-1

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1.混合动力汽车对辅助系统的要求
传统内燃机汽车中，电气系统电源通常来源于 12V 蓄电池，在带动大型负载时通常功耗较大， 例如空调压缩机、油泵、冷却泵、电动助力转向系统和加热器等。相比而言，混合动力/电动车 因为集成了高压动力电池（通常 144V 或 336V），将上述辅助系统电源从 12V 总线接入高压总线， 相同功率情况下，采用高压驱动能有效的降低系统功耗。通常这些辅助系统或负载的功率范围在1kW~6kW 之间。另外，利用高压驱动这些系统，可使系统设计师得以降低所需的驱动电流，从而 获得巨大的成本优势(减小电缆直径和电机的铜用量)。
1.2 几个典型的应用
1.2.1 DC/DC  变换器
传统能源汽车 ECU 低压总线（12V）供电，是通过汽油引擎带动发电机发电，给 ECU低压总线供电。在新能源汽车中因为有高压电池组（144V 或 336V）存在，同时因为电 动车中没有发动机，因此通常需要增加一个 DC/DC 将高压 336V 转换到 12V，给 ECU 系统及辅助负载供电。根据车型对负载的需求不同，DC/DC 功率范围通常为 2Kw~3Kw。另外，由于需要尽可能的提高功率密度，因此会有部分设计采用水冷。
1.2.2  电机驱动
(HVAC ,EPS, cooling fan, pump )
混合动力汽车内部有不少电机负载，包括带动空调压缩机的 BLDC（无刷直流电机）， 混合动力散热系统水泵驱动电机，ESP（助力转向）系统电机。2Kw-3Kw 电机工作在 12V电压下，工作电流通常在 50A-100A 级别，需要低压大电流的 Mosfet，而如果将电机接 在 336V 总线上，采用 30A 级别的 IGBT 就能满足系统要求，故而能大大降低系统损耗。
1.2.3 空调加热器（PTC heater）
电动汽车空调的制热模式不同于传统能源汽车，传统能源汽车利用发动机热源制热，不需要额外的热源。而新能源汽车通常采用 IGBT 驱动 PTC 加热器制热，当同时也增加了额外的损耗。另外，因为需要较大的电流驱动 PTC，因此对相关驱动器件的散热和保护也有更高的要求。

图 1  常见混合动力车辅助系统