车载供电设备是汽车电气设备正常工作运行的前提

当今工业信息发展迅速，工业化产品逐渐成为人类生活中的必需品，代步工具汽车就是其中之一。然而汽车在使用过程中会造成有害尾气的产生，对环境造成污染，而且随着家庭汽车使用率的不断上升，人类的身体健康也会受到越来越大的威胁。此外，当今世界面临着能源紧缺这项更大的挑战，特别是石油煤炭等能源价格一直上升，形势十分严峻。为解决这一问题，我国需要最大限度地开发风能、太阳能等清洁能源，利用其替代不可再生能源，同时采取了各种强有力措施，其中加快发展零油耗或少油耗的新能源汽车就是有效政策之一。

车载供电设备是汽车电气设备正常工作运行的前提，传统汽车供电设备主要是蓄电池和由内燃机驱动的发电机。而纯电动汽车不再搭载内燃机，取而代之的是搭载可充电的动力电池为整车提供高压直流电，作为维系车辆正常工作运行的能量源。然而由于纯电动汽车上大量的电子元件和控制系统都在使用12V电源，所以必须有一种装置能够对低压蓄电池进行充电，以保证充足的电量供车辆使用，这种装置就是DC/DC转换器，又称直流电源转换模块。纯电动汽车通过使用DC/DC转换器能够将动力电池300多伏的直流电压转换为14V的直流恒压电源，供车辆使用。其具备效率高、体积小、耐受恶劣工作环境等特点。

由于电动汽车的动力电池是以锂电池为能源，输出为直流电，而且汽车上搭载的各种电气设备都是以直流电驱动，所以电动汽车上的车载电源实际上就是一种DC-DC变换器。在电动汽车供电系统中，动力电池的输出电压一般在200 Vdc-400 Vdc左右，低压电池的输出通常为12 V或24 V直流电，车上的一些用电设备大多都是12 V供电。给12 V电池充电，所需的电压一般在13.5 V到14.5 V之间，所以车载DC-DC电源的输入一般为200 Vdc-400 Vdc左右，输出在13.5 V到14.5 V之间。

近期，MPS、英诺赛科等知名半导体公司发布了氮化镓“PFC+LLC”设计方案。高性能的方案设计为消费类电源产品提供简单可靠，高效率高功率密度的数字化解决方案，同时也标志着氮化镓快充正式步入数字时代。在消费类产品中，电源要求高效率、小体积、低待机功耗。传统拓扑很难跟上消费者对快充小体积的需求，氮化镓“PFC+LLC”二合一高集成方案解决了传统数字电源外围元件复杂、成本高的问题，充分体现出新一代数字电源芯片的优势。

车载DC-DC电源将动力电池与低压蓄电池连接起来，作为电动汽车上的一种关键的能量转换器件，必须具有高可靠性[12]。其次车载电源还需具备高转换效率，因为车载电源的效率关系着电动汽车的持续运行问题，不然需要频繁充电，会给用户带来非常不好的体验。最重要的一点是车载电源的抗干扰能力要强，具备高安全性，因为电动汽车运行期间会出现随时刹车的情况，这关系着人们的生命安全。综合上述，研制一款高功率密度、高转换效率、高稳定性的车载DC-DC电源对于电动汽车来说意义深远。

当纯电动汽车整车ON档上电或充电唤醒上电，动力电池首先开始高压系统预充电流程，被唤醒的VCU整车控制器发送给DC/DC转换器使能信号，接到使能信号后，DC/DC转换器开始启动工作，把动力电池高压直流电进行变压后为低压蓄电池充电，并作为电源为车上大量电子元件和控制系统供电。近几年，随着电动汽车产业的不断发展，对DC/DC转换器的需求越来越大，极大地带动了相关产品生产企业的快速发展。电源是制约电动汽车发展的因素。作为电动汽车的电源应该具有高比能和高比功率等性能，以满足汽车的动力性和续驶里程的要求。另外，还应具有与汽车使用寿命相当的循环寿命、效率高、成本低和免维护等特点。