與傳統(tǒng)架構(gòu)不同，多合一動(dòng)力系統(tǒng)具有明顯的優(yōu)勢。它可以提高功率密度，提高可靠性，并具有標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化的能力。設(shè)計(jì)和組裝更簡單。最重要的是優(yōu)化成本。必須面對(duì)的一個(gè)現(xiàn)實(shí)是，新能源汽車要想在市場上真正與傳統(tǒng)燃油汽車競爭，還需要提高產(chǎn)品的可靠性和一次性購買成本。

　　從技術(shù)突破方向來看，國內(nèi)外主流汽車企業(yè)和各大汽車企業(yè)Tier1的主要重點(diǎn)是三電領(lǐng)域，包括動(dòng)力電池、電機(jī)和電氣控制“大三電”降低性能提升成本，還包括車載充電器（OBC），高電壓DC/DC，逆變器和配電單元（PDU）在內(nèi)的“小三電”迭代升級(jí)。在“小三電”本領(lǐng)域，通過系統(tǒng)輕量化設(shè)計(jì)、一體化等方式提高效率，降低成本，從而提高整個(gè)產(chǎn)品的性價(jià)比。這是目前業(yè)界的共識(shí)。

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　　德州儀器(TI)簡介：當(dāng)汽車應(yīng)用程序可以使用更少的部件完成更多的工作時(shí)，它可以提高可靠性，同時(shí)降低重量和成本，即電動(dòng)汽車（EV）混合電動(dòng)汽車（HEV）設(shè)計(jì)與多合一動(dòng)力總成系統(tǒng)相結(jié)合的理念。在過去的40年里，德州儀器公司一直致力于幫助加速汽車的綠色、電子和智能化進(jìn)程。到目前為止，市場上已經(jīng)有7000多種汽車規(guī)格產(chǎn)品，每年都在以數(shù)百種新產(chǎn)品的速度增長?，F(xiàn)在，它已經(jīng)存在ADAS，四大汽車電子細(xì)分領(lǐng)域：信息與娛樂系統(tǒng)、車身電子與照明、新能源汽車動(dòng)力系統(tǒng)，為客戶提供系統(tǒng)級(jí)解決方案。

　　其中，德州儀器在新能源汽車動(dòng)力系統(tǒng)領(lǐng)域的一個(gè)重要產(chǎn)品就是多合一動(dòng)力總成解決方案。多合一動(dòng)力總成組合框架集成如車載充電器（OBC），高電壓DC/DC（HVDCDC），逆變器和配電單元（PDU）等動(dòng)力系統(tǒng)終端裝置。可用于機(jī)械、控制或動(dòng)力系統(tǒng)級(jí)別集成。

　　1.電動(dòng)汽車標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)概述

　　與傳統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)不同，多合一動(dòng)力總成系統(tǒng)具有明顯的優(yōu)勢。它可以提高功率密度，提高可靠性，并具有標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化的能力。設(shè)計(jì)和組裝更簡單。最重要的是優(yōu)化成本。因此，這種集成系統(tǒng)也已成為汽車電氣化過程中的發(fā)展趨勢。

　　高工鋰電學(xué)說，小三電動(dòng)力系統(tǒng)的發(fā)展主要分為四個(gè)階段：獨(dú)立組、機(jī)械集成、控制級(jí)集成和功率級(jí)集成。

　　其中，獨(dú)立組件的結(jié)構(gòu)形式已逐漸被淘汰，目前最常見的機(jī)械集成方式是共享外殼和冷卻系統(tǒng)。

　　2.機(jī)械集成后，控制級(jí)集成已逐漸導(dǎo)入使用。

　　通過OBC，高電DC/DC，PDU三合一高壓集成可以優(yōu)化電磁干擾（EMI），同時(shí)也可以提高輕量化和性能。數(shù)據(jù)顯示：這種設(shè)計(jì)可以減輕重量和體積40%左右，增加功率密度40%。

　　控制級(jí)集成后，將進(jìn)一步演變?yōu)楣β始?jí)集成模式。由于電源電路中的電源開關(guān)和磁性元件較少，成本優(yōu)勢將更加明顯，但其控制算法也是最復(fù)雜的。

　　德州儀器介紹，目前可提供多合一動(dòng)力系統(tǒng)的功率級(jí)集成，可實(shí)現(xiàn)功率開關(guān)器件共享和磁性集成功能的多合一。

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

　　具體實(shí)現(xiàn)方法，OBC和高電壓DC/DC轉(zhuǎn)換器連接到高壓電池，因此車載充電器和高壓電池DC/DC全橋額定電壓相同，使車載充電器和高壓電壓相同DC/DC全橋共享功率開關(guān)器件成為可能。

　　另外，將兩個(gè)變壓器集成在一起變壓器集成在一起來實(shí)現(xiàn)。由于它們?cè)诟邏簜?cè)具有相同的額定電壓，最終可能成為三端變壓器。

　　在性能提升方面，德州儀器介紹，在其多合一動(dòng)力總成系統(tǒng)解決方案中，內(nèi)置降壓轉(zhuǎn)換器有助于提高低壓輸出的性能。

　　當(dāng)組合拓?fù)湓诟邏弘姵爻潆姉l件下工作時(shí)，將精確控制高壓輸出。然而，低壓輸出的性能將受到限制，因?yàn)樽儔浩鞯膬蓚€(gè)端子耦合在一起。提高低壓輸出性能的一個(gè)簡單方法是添加一個(gè)內(nèi)置的降壓轉(zhuǎn)換器，但這需要權(quán)衡額外的成本。

　　4.提高低壓輸出的性能

　　與此同時(shí)，德州儀器的產(chǎn)品方案也可以通過共享來提高功率密度，最大限度地降低成本。

　　如同OBC和高電壓DC/DC同樣，車載充電器的集成PFC三相橋與牽引電機(jī)驅(qū)動(dòng)的三相橋的額定電壓非常接近。如圖5所示，三相橋共享功率開關(guān)裝置，可實(shí)現(xiàn)車載充電器和牽引電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，可降低成本，提高功率密度。

　　5.在組合框設(shè)計(jì)中共享組件

　　此外，由于電機(jī)中通常有三個(gè)繞組，因此也可以通過OBC作為一種功率因數(shù)校正電感器，中共共享繞組實(shí)現(xiàn)磁性整合，這也有助于降低設(shè)計(jì)成本，提高功率密度。

　　德州儀器認(rèn)為，從低級(jí)機(jī)械集成到高級(jí)電子集成，“小三電”隨著系統(tǒng)的不斷發(fā)展，系統(tǒng)的復(fù)雜性將隨著整合水平的提高而增加。

　　不過，每一個(gè)多合一動(dòng)力總成系統(tǒng)變型都會(huì)有不同的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)，德州儀器通過多種方式應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)。

　　首先，仔細(xì)設(shè)計(jì)磁性集成以實(shí)現(xiàn)最佳性能。其次，對(duì)于集成系統(tǒng)，控制算法將更加復(fù)雜，并增加該領(lǐng)域的研發(fā)投資。第三，設(shè)計(jì)一個(gè)高效的冷卻系統(tǒng)，以在較小的系統(tǒng)中釋放所有的熱量。最后，靈活性是多合一動(dòng)力系統(tǒng)的關(guān)鍵，它為用戶提供了通過多種選項(xiàng)在任何級(jí)別探索設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì)。

　　高宮鋰了解到，除了多動(dòng)力系統(tǒng)外，德州儀器還可以在核心應(yīng)用領(lǐng)域提供自動(dòng)啟停、電池管理、電動(dòng)轉(zhuǎn)向動(dòng)力、發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱控制等產(chǎn)品和解決方案。在電機(jī)控制、車載充電系統(tǒng)、雙向電源管理系統(tǒng)、電源電池管理和監(jiān)控系統(tǒng)中，它們都符合功能安全I(xiàn)SO26262標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備及解決方案。此外，它還提供了非常先進(jìn)的數(shù)字信號(hào)處理、電源管理、測量芯片、隔離芯片等方案。

　　德州儀器中國汽車業(yè)務(wù)部總經(jīng)理張磊認(rèn)為，在汽車領(lǐng)域，其優(yōu)勢主要體現(xiàn)在三個(gè)方面面，一個(gè)是多元化的產(chǎn)品廣度可以提供系統(tǒng)支持，在150多個(gè)汽車相關(guān)應(yīng)用中，有近350個(gè)整體參考設(shè)計(jì)，提供客戶系統(tǒng)支持，可以使客戶產(chǎn)品從開發(fā)到市場。

　　其次，相關(guān)的設(shè)計(jì)和產(chǎn)品方案符合國際認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，可以滿足汽車水平的使用要求。第三，在供應(yīng)鏈安全方面，德州儀器通過全球化工廠控制關(guān)鍵部件的生產(chǎn)和制造，以確保全球供應(yīng)鏈的供應(yīng)保障和安全。