微型电动汽车DC/DC变换器的计算匹配

蒋志伟

（江苏林海动力机械集团有限公司，江苏 泰州 225300）

微型电动汽车DC/DC变换器的计算匹配

蒋志伟

（江苏林海动力机械集团有限公司，江苏 泰州 225300）

介绍DC/DC变换器在微型电动汽车上的原理和应用；根据整车电器电量平衡的计算方法，对DC/DC变换器进行选型，并最终实车验证匹配结果。

微型电动汽车；DC/DC变换器；计算匹配

在中国，电动汽车具有广阔的发展空间和应用前景，微型电动汽车因其轻便、节能环保、能够满足日常出行需要，正逐渐成为一种重要的交通工具。随着人们对乘车舒适度的要求越来越高，汽车电器设备越来越多，这就对整车的供电功率提出了更高的要求。

DC/DC变换器即直流转换器，是电动汽车低压的主要供电设备，是微型电动汽车的关键零部件之一。过大或过小的功率均会导致较低的可靠性和过高的成本，因此，选择合适稳定的输出功率是关键因素。

1 基本应用原理及技术要求

1.1 基本原理

DC/DC变换器是将电动汽车的直流高压变换成直流低压，为低压设备提供电能，同时向辅助电池充电。DC/DC变换器原理如图1所示，主要由功率开关管、电感、电容、二极管和变压器等几部分组成。当开关管S导通时，变换器经过变压器耦合和整流二极管D1向负载提供能量；当S截止，变换器副边由输出滤波电感L存储的电能通过续流二极管D2向负载提供能量，电流方向不变；而原边通过复位绕组N3和复位二极管D3对变压器磁芯进行磁复位，将变压器激磁时存储的能量向输入端馈送。该电路由于具有结构简单、成本低、输入输出电压隔离、输出电流大、可靠性高等优点而广泛应用于中小功率变化场合。

图2 DC/DC变换器接口示意图

1.2 应用原理

DC/DC变换器应用在整车上时，是由电锁开关通过控制信号来开启或关闭的。当电锁接通时，输入端接受到高压控制信号，变换器开始工作，低压端输出电量供电气负载使用，同时给辅助电池充电。当电锁断开时，变换器不工作，低压端无输出。DC/DC变换器接口示意图如图2所示。

1.3 技术要求

根据微型电动汽车特性，参考GB/T 24347—2009《电动汽车DC/DC变换器》标准，基本技术要求为：以60 V为额定电压，输入电压：46～84 V，输出电压：13.8±0.2 V，输出功率需满足车辆低压要求，工作温度：-30～60 ℃，存储温度：-40～70 ℃，冷却方式为风冷，防护等级为IP67。

考虑车辆的安全和干扰，应选用隔离型的DC/DC变换器，且具有过流保护、过热保护、输出短路保护、输入接反保护、输入端高压控制保护等功能。

2 功率计算

2.1 功率需求计算

DC/DC变换器的最大功率一般有2种计算方法：一种是额定输出电压与汽车电器设备工作时加权的最大电流值之和的乘积；另一种是各电器设备的加权最大功率之和。本文采用的是后一种计算方法。

根据电动汽车整车用电设备不同的工作特性，将其分为长期使用、安全行驶使用和舒适性使用3种状态，赋予不同的权值，见表1～表3。

表1 长期使用电器

表2 安全行驶使用电器

表3 舒适性使用电器

整车计算功率值P=P1+P2+P3=26+256.7+136.5=419.2 W。

2.2 功率选取

为保证微型电动汽车电气实际用电和蓄电池的充放电平衡，DC/DC变换器容量应大于整车计算负荷。按照1.2倍率考虑，选择额定功率为500 W，最大峰值功率为600 W的DC/DC变换器。

3 结论

林海某款微型电动汽车采用上述计算匹配DC/DC变换器后，车辆通过试验可靠性验证，满足试验过程中的各种车况，实例证明了DC/DC变换器匹配的合理性。

［1］ 郭静静，吴刚.某电动汽车DC/DC变换器的选型计算及匹配验证［J］.安徽电子信息职业技术学院学报，2014，13（70）：6-8.

［2］ 马洪吉.电动汽车动力电源系统DC/DC变换器的匹配和计算［J］.汽车电器，2011（10）：25-26.

［3］ GB/T 24347—2009，电动汽车DC/DC变换器［S］.

（编辑 杨 景）

Calculation and Matching of DC/DC Converter on Micro Electric Vehicle

JIANG Zhi-wei
(Jiangsu Linhai Power Machinery Group Co.， Ltd.， Taizhou 225300， China)

This article introduces the principle and application of DC/DC converter in micro electric vehicles.Based on the calculation method of the vehicle electric power balance， the type selection of DC/DC converter is carried out， and finally the matching result is verified

micro electric vehicle；DC/DC converter；calculation match

U469.72

A

1003-8639（2017）07-0003-02

2017-02-28

蒋志伟（1984-），男，江苏泰州人，工程师，主要从事新能源汽车电器研究。