當(dāng)汽車應(yīng)用程序可以用更少的零件完成更多的工作時(shí)，就可以在減少重量和成本的同時(shí)提高可靠性，這就是將電動(dòng)汽車（EV）和混合電動(dòng)汽車（HEV）設(shè)計(jì)與多合一動(dòng)力總成系統(tǒng)相整合的思路。

　　什么是多合一動(dòng)力總成組合架構(gòu)？

　　多合一動(dòng)力總成系統(tǒng)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(dòng)力系統(tǒng)終端器件。如圖1所示，可在機(jī)械、控制或動(dòng)力系統(tǒng)級(jí)別應(yīng)用整合。

　　高電壓電池

　　逆變器

　　電機(jī)

　　12-v電池

　　圖1：電動(dòng)汽車標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)概述

　　為什么多合一動(dòng)力總成系統(tǒng)適合HEV/EV？

　　多合一動(dòng)力總成系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)：

　　·  提高功率密度。

　　·  增加可靠性。

　　·  優(yōu)化成本。

　　·  具有標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化能力，設(shè)計(jì)和組裝更簡(jiǎn)易。

　　當(dāng)前市場(chǎng)上的多合一動(dòng)力總成系統(tǒng)應(yīng)用

　　有多種不同的方法來實(shí)現(xiàn)多合一動(dòng)力總成系統(tǒng)，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?yàn)槔员阍诮M合動(dòng)力系統(tǒng)、控制電路和機(jī)械時(shí)實(shí)現(xiàn)高功率密度。選項(xiàng)包括：

　　·  帶有獨(dú)立系統(tǒng)的選項(xiàng)1；人氣逐漸降低。

　　·  選項(xiàng)2可以分為兩個(gè)步驟：

　　·  共享DC/DC轉(zhuǎn)換器和車載充電器的機(jī)械外殼，但拆分獨(dú)立的冷卻系統(tǒng)。

　　·  共享外殼和冷卻系統(tǒng)（常見的選擇）。

　　·  具有控制級(jí)整合的選項(xiàng)3當(dāng)前正發(fā)展到選項(xiàng)4。

　　·  選項(xiàng)4具有的成本優(yōu)勢(shì)，因?yàn)殡娫措娐分械碾娫?a target="_blank">開關(guān)和磁性元件較少，但是它的控制算法也為復(fù)雜。

　　選項(xiàng)1獨(dú)立組件

　　選項(xiàng)2機(jī)械整合

　　選項(xiàng)3控制級(jí)整合

　　選項(xiàng)4功率級(jí)整合

　　電源

　　控制

　　機(jī)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(dòng)力總成系統(tǒng)的四個(gè)常見選項(xiàng)

　　表1概述了當(dāng)今市場(chǎng)上的多合一動(dòng)力總成系統(tǒng)。

　　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(xiàng)3）

　　整合了車載充電器和高電壓DC/DC轉(zhuǎn)換器的多合一動(dòng)力總成系統(tǒng)（選項(xiàng)4）

　　43 kW充電器設(shè)計(jì)，整合了車載充電器、牽引逆變器和牽引電機(jī)（選項(xiàng)4）

　　· 6.6 kW車載充電器

　　· 2.2 kW直流/直流

　　· 配電單元

　　*第三方數(shù)據(jù)表明：此類設(shè)計(jì)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(guān)

　　· 共享控制單元

　　（一個(gè)微控制器[MCU]控制功率因數(shù)校正級(jí)、一個(gè)MCU控制DC/DC級(jí)和一個(gè)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(guān)

　　· 共享控制單元

　?。ㄒ粋€(gè)MCU控制功率因數(shù)校正級(jí)、一個(gè)MCU控制DC/DC級(jí)和一個(gè)高電壓DC/DC）

　　表1：三個(gè)成功實(shí)現(xiàn)的多合一動(dòng)力總成系統(tǒng)

　　動(dòng)力系統(tǒng)組合框圖

　　圖3描繪了一個(gè)動(dòng)力系統(tǒng)框圖。該框圖實(shí)現(xiàn)了具有電源開關(guān)共享和磁性整合功能的多合一動(dòng)力總成系統(tǒng)。

　　高電壓DC/DC

　　AC電網(wǎng)

　　DC/DC主電源

　　變壓器

　　DC-Link

　　變壓器

　　DC/DC二級(jí)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(jí)電源

　　低電壓電池9V-16V

　　變壓器

　　AC電網(wǎng)

　　DC-Link

　　DC/DC主電源

　　DC/DC二級(jí)電源

　　低電壓電池9V-16V

　　高電壓電池250V-450V

　　DC/DC主/二級(jí)電源

　　組合框（DC/DC + OBC）

　　圖3：多合一動(dòng)力總成系統(tǒng)中的電源開關(guān)和電磁共享

　　如圖3所示，OBC和高電壓DC/DC轉(zhuǎn)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(guān)成為可能。

　　此外，將圖3所示將兩個(gè)變壓器整合在一起即可實(shí)現(xiàn)磁性整合。由于它們?cè)诟唠妷簜?cè)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(nèi)置降壓轉(zhuǎn)換器以幫助改善低電壓輸出的性能。