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完成单位：台达电子企业管理（上海）有限公司

主要完成人：孙浩、贾民立、尤培艾、孟岳勇、闫维仪、杨海军、章进法

项目亮点

本技术平台通过三相充电、单相充电、充放电双向变换以及多功能整合等特征技术的创新融合，解决了电动车充电的兼容性问题并扩展应用场景，实现小型化和高可靠，具有重要的技术意义和广阔的应用前景。

项目介绍

车载充电机作为电动汽车的基本电能转换单元，正伴随着该领域的产业化进程在迅速的演变和升级，未来电动汽车的续航里程将不断增加，电池容量也在逐步提升，传统的单相充电受网侧充电功率限制已经不能满足用户对快速充电的需求，三相大功率充电机应运而生；考虑实际应用中充电基础设施建置的差异，以及家庭使用单相电力的限制等因素，急需解决单相和三相条件下充电的可兼容性以解决电动车最关切的充电难问题；同时为了扩充用户的应用场景，同步融入了逆变放电模式以实现V2L/V2H/V2V功能；最终采用“多合一”的设计理念，并进一步整合了低压DC/DC与OBC以实现系统的增容减重并提升可靠性和经济性。本技术平台自2018年立项，经过三年的努力成功实现量产，主要从以下几个方面进行创新设计及定位：

1）首先针对兼容性问题，提出了单/三相兼容双向整流电路拓扑并提出了相应的控制策略，实现了单相和三相工作模式的自动切换以及 双向电力变换的控制；并采用新型宽禁带SiC功率器件进一步提高变换效率。

2）针对逆变工况突变负载对上、下Bus电容电压造成的不平衡，提出了电容电压的有源控制策略，通过引入第三桥臂进行主动控制，解决了传统均压控制方法动态响应慢的问题，确保了逆变状态的安全运行。

3）提出了隔离型双向谐振型软开关Boost SRC拓扑架构及其控制方法，基于LC谐振设计，在实现双向电力变换的同时，解决了传统谐振电路拓扑不能实现宽电压范围工作的难题；提出了变频加移相的控制方法，结合数字化控制实现系统对该两个控制自由度的快速响应，提高了产品的鲁棒性。

4）OBC和LVDC的功能整合，通过电路及水道复用设计解决了传统单体堆叠装配带来的线束配置复杂，空间利用率低及成本高的问题，大幅提高了整机功率密度。

5）基于对开关器件及磁性元件的功耗和拓扑空间分配的解析，提出“三明治”结构的高效散热方式，实现了整机的热处理能力及空间布置的优化，提高了散热可靠性，减小了体积。

6）研发了图形化的软件系统编程体系，该体系基于充电机的规格需求，结合系统仿真、测试和实验验证，最终自动生成执行代码，解决了过多的人为介入带来的失误，提高了软件执行的可靠性，实现了软件架构的平台化，标准化设计。

该单/三相兼容双向整合车载充电机技术平台，支持三相10kW充电，单相6.6kW充电及单相6kVA放电，另外系统集成2.5kW （峰值功率3.0kW）低压DC/DC，具有输出电压范围宽（200-500V），效率高（峰值>95%），整机结构紧凑尺寸小等特点，各项性能指标都到达了业界领先水平。目前基于该技术平台开发的单/三相兼容双向整合充电机已经顺利量产，成功在红旗“E-HS9”等车型上得到推广应用。

该技术平台已获得5项发明专利，4项实用新型专利，另有一项专利在审。基于以上创新技术，目前正在跟国内外大厂包括中国一汽红旗、吉利、广汽，美国通用、福特，保时捷及丰田等主机厂进行洽谈或合作开发相关的多合一单/三相兼容车载充电机产品；相信随着电动车市场的不断壮大，这些创新技术不仅会继续巩固台达集团在车载充电技术的领先地位，也将推动国内外整个车载充电领域的进一步发展。

项目图片

项目完成单位

台达电子企业管理(上海)有限公司是台达集团的全资子公司, 公司成立于2003年12月16日, 注册资本23,740万人民币。公司主要从事电能有效利用和计算机、 信息、 通讯、网络、 机电、光电和汽车电子领域的研究以及太阳能、风能等绿色能源的开发。公司目前具有25个下属研发部门，约1300名研发人员；研发的重点领域包括5G与数据中心电源变换器及其高效能源解决方案、新能源发电和储能变换器及其系统解决方案、电动汽车车载电源变换器和电驱系统、以及充电基础设施和系统解决方案等。

该技术平台属台达自筹资金独立研发项目，总资金投入达4000万元人民币，历时三年研发并成功实现量产。涉及硬件拓扑及控制研发，软件算法实施及代码生成，结构自动化装配及高效散热设计，磁件优化及产品可靠性验证等多个技术领域的创新与突破。通过该项目的实施解决了电动车充电兼容性，双向电力变换以及功能整合等核心技术问题，对推动电动汽车的技术进步，提高可靠性和竞争力具有重要的技术和经济价值。

第一完成人简介

孙浩

电动汽车车车载电源设计部经理 台达上海设计中心

孙浩先生，硕士研究生，2006年毕业于哈尔滨工业大学电力电子与电力传动专业，之后一直任职于台达电子企业管理(上海)有限公司，现担任台达上海设计中心电动汽车车车载电源设计部经理。

任职多年来主要从事车载充电机、车载DCDC变换器、电机控制器以及多合一车载电源产品的研发工作，致力于为电动汽车行业打造高效高性能的车载电源产品，现已带领本土研发团队成功为一汽红旗、上汽、广汽、吉利、蔚来等中国自主品牌主机厂以及美国通用、Stellantis集团、雷诺日产联盟等国际品牌主机厂成功开发了多款基于新一代纯电平台的车载电源产品，未来结合该项目带来的创新技术，将持续为业内打造更具技术优势和高可靠性的产品。