著世界上主要的國家和地區在碳排放和尾氣排放兩個方向上不斷收緊對汽車的要求，全球各個主流車企已開始建立電動汽車平臺化戰略，推出了一系列電動汽車開發平臺。電動汽車平臺從電動汽車自身產品特點，在工程設計上是圍繞純電動汽車的特性出發，改造了電動汽車設計方法，在生產上采用模塊化的方式，實現制造設備，生產工藝以及電池，電機，電汽車平臺可以嘗試使用相同的生產線，降低生產制造成本，可以提高新模型開發的銷量，改變研發周期。在這方面一個突出的特點是，在電動汽車動力總成中，集成化和模塊化兩個方向上進行平衡和設計。

01
動力總成方向上的組合？

目前電動汽車包含的電氣化的動力架構主要包括車載充電器（OBC）、高電壓 DC/DC（HV DCDC）、逆變器（DCAC）和配電單元（PDU）等動力系統終端器件。由于這些部件比較多，在平臺開發的考慮中，可以在機械、控制或動力系統級別應用整合。主要有兩種集成的路徑： 集成路徑 1：這個以特斯拉 Model 3 為代表，把 OBC 和 DCDC 集成到電池系統里面 集成路徑 2：圍繞驅動系統進行集成，在電機、逆變器和減速器三合一的基礎上進一步集成 PDU、OBC 和 DCDC 進行 6 合一 備注：熱管理系統方向上面的集成化設計考慮也是一個趨勢 

圖 1 集成的方式

這里，車企為什么在設計平臺過程中，要考慮把這些部件進行集成化，形成一個大的動力總成系統總成呢？主要的原因是： 

1） 優化整個架構，可以通過減少需要總裝的零件數量，提高總裝的可制造性；

2） 通過結構的整合，可以減少高壓連接的線束，合并結構并減少支架，達到整體減重的目的 

3） 面向未來考慮，把每個部件進行標準化和模塊化，這樣在集成過程中，盡可能復用

4） 優化成本，整合的過程，使得成本上有很大的降低空間 第二部分 集成化過程的不同層級 從不同電氣、結構和控制的層級來看，集成化有不同的階段，我們以車載充電機和 DCDC 這個集成為例，這兩個部件是完全獨立的。我們最終的目的，是要通過功能合并，盡可能讓兩個高度集成的部件在元器件層面上能實現一定程度的復用，通過細節設計改變電路的一定結構實現簡化成本的目的。 

圖 2 DCDC 的系統框圖 

備注：這個原理框圖出自 TI 的設計網站，上面有關于這些器件的選型列表

圖 3 OBC 的設計框圖 

第一階段：OBC 和 DCDC，只是物理上放在一起，兩個都是獨立的，也就是如下圖所示，整體的兩個部件 

第二階段：兩個部件使用一個結構殼體，共享冷卻流道 

第三階段：控制級整合，把兩個部件的控制邏輯部分的電路整合在一起 

第四階段：在功率拓撲層面，復用部分的電路器件（開關器件和磁性器件） 

0

圖 4 OBC 和高電壓 DC/DC 轉換器不同層級的整合 

02
深度整合階段

從功率器件整合來看，考慮到車載充電器和高電壓 DC/DC 的全橋額定電壓相同，可以考慮結合使用，兩個部件復用全橋共享電源開關成為可能。將兩個變壓器整合在一起即可實現磁性整合，在高電壓側具有相同的額定電壓，因此最終可能成為三端變壓器。在這種設計下，DCDC 低電壓輸出的性能將受限，可以考慮是增加一個內置降壓轉換器。 

圖 5 OBC 和 DCDC 的功率層面復用

當然還有一個很大的方向，是可以考慮在設計大功率充電機的時候，考慮車載充電機和逆變器中半橋電路的整合，如下圖所示，車載充電器的功率因數校正級和逆變器三個半橋中開關管的額定電壓非常接近。如圖 6 所示，即能實現與兩個終端器件組件共享的三個半橋開關，可以降低成本并提高功率密度。并且可通過在 OBC 中共享電機繞組作為其功率因數校正電感器來實現磁性整合，這也有助于降低設計成本并提高功率密度。 

圖 6 OBC 和逆變器的復合使用

小結：電動汽車在零部件數量和系統簡易度方面，是有很大的優勢， 而且從開始的結構整合到電子電氣方面的集成化，一直在不斷發展，這個領域是值得我們一直關注的。