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德州仪器多合一动力总成系统解决方案，帮助新能源汽车快速实现轻量化、高效化、降低成本
当汽车应用程序可以用更少的零件完成更多的工作时，就可以在减少重量和成本的同时提高可靠性，这就是将电动汽车（EV）混合电动汽车（HEV）集成多合一动力总成系统的设计理念。
多合一动力总成组合架构是什么？
多合一动力总成系统集成了车载充电器等（OBC）、高电压DC/DC（HV DCDC）、逆变器和配电单元（PDU）等动力系统终端设备。如图1所示，可应用于机械、控制或动力系统级别。
图1：电动汽车标准架构概述
为什么多合一动力总成系统最合适？HEV/EV？
可实现多合一动力总成系统：
·提高功率密度。
·提高可靠性。
·优化成本。
·它具有标准化和模块化的能力，更容易设计和组装。
目前市场上多合一动力总成系统的应用
实现多合一动力总成系统的方法有很多种，但图2总结了四种最常见的方法(车载充电器和高压)DC/DC以组合框为例)，在组合动力系统、控制电路和机械时实现高功率密度。选项包括：
·有独立系统的选项1；人气逐渐下降。
·选项2可分为两个步骤：
·共享DC/DC转换器和车载充电器的机械外壳，但拆分了独立的冷却系统。
·共享外壳和冷却系统(最常见的选择)。
·控制级整合选项3目前正在发展到选项4。
·由于电源电路中的电源开关和磁性元件较少，选项4具有最佳的成本优势，但其控制算法也最为复杂。
图2：OBC和DC/DC多合一动力总成系统的四个最常见选项
表1总结了当今市场上的多合一动力总成系统。
表1:三个成功实现的多合一动力总成系统
动力系统组合框图
图3描绘了动力系统框图。该框图实现了具有电源开关共享和磁集成功能的多合一动力系统。
图3：多合一动力总成系统中的电源开关和电磁共享
如图3所示，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DC/DC全桥额定电压相同，使车载充电器和高压DC/DC全桥共享电源开关成为可能。
此外，磁性集成可以通过将图3所示的两个变压器集成在一起来实现。由于它们在高压侧有相同的额定电压，最终可能成为三端变压器。
提升性能
图4显示了如何内置降压转换器，以帮助提高低压输出的性能。
图4：提高低压输出性能
当组合拓扑在高压电池充电条件下工作时，准确控制高压输出。然而，由于变压器的两个端子耦合在一起，低压输出的性能将受到限制。提高低压输出性能的简单方法是添加内置的降压转换器，但需要权衡额外的成本。
共享组件
如同OBC和高电压DC/DC同样，车载充电器与三个半桥中的功率因数校正级的额定电压非常接近。如图5所示，三个半桥共享电源开关可两个终端组件共享，可降低成本，提高功率密度。
图5:在组合框设计中共享组件
也可以通过，因为电机通常有三个绕组OBC作为功率因数校正电感器，中共绕组实现磁性集成，这也有助于降低设计成本，提高功率密度。
结论
从低级机械集成到高级电子集成，它一直在发展。随着集成水平的提高，系统的复杂性将会增加。然而，每个多合一动力系统的变化都会有不同的设计挑战，包括：
·需要仔细设计磁性整合以达到最佳性能。
·控制算法系统，控制算法将更加复杂。
·设计高效的冷却系统，以释放小系统中的所有热量。
·灵活性是多合一动力总成系统的关键。多样化的选项为用户提供了在任意级别上探索设计的机会。
