从小米SU7,看OBC应用趋势及主控芯片选择

小米汽车SU7发布会后的一周,好朋友去年11月份预定的华为智界S7终于提货了;我问他家智界S7的OBC多少功率的,他不知道,他说他家里没有安装充电机;

你看,这车续航差不多800公里,充满电能跑2星期;我家附近和公司都有快充,充电差不多30分钟就够了;我花几千块钱,安装充电桩干嘛?

基于场景来思考问题,是常见的观察行业趋势的手段(还有技术和政策),想起过去两年的议题“OBC会不会消失”,几家欢喜几家愁啊...

  • 小米SU7的豪华OBC配置
  • 400V和800V的OBC电源拓扑
  • OBC控制策略及主控芯片选择

1、小米SU7的豪华OBC配置

小二看了下华为智界S7,智已新车的官网介绍及配置,都没有OBC相关信息,唯有小米的官网及雷布斯发布会,OBC介绍非常殷实

小米SU7的不同型号有2个OBC的配置,分别是400V和800V的高压平台,且800V的高压平台,是ASIL-D级别的认证产品

图片转自小米汽车官网

针对400V和800V的问题,之前文章有详尽的介绍,感兴趣的传送门:

为什么是高压,为什么800V?

下图是ST针对新能源汽车充电的分类,Level 1和Level2基本是OBC覆盖,Level3通过超充覆盖;可以看到小米汽车还是在OBC的选择和配置上,还是花了很多心思,而且把OBC单做一个宣传亮点(高配版配800V)

小米OBC的供应商是富特科技,根据网上的SU7单车成本拆解,6.6KW的OBC价格是3577人民币;根据富特科技招股说明书中的信息,计算均价大约是2258RMB;

11KW的ASIL-D OBC,估计得冲着5000人民币去了?

2、400V和800V的OBC拓扑

OBC目前主流的有二合一和三合一的产品,二合一主要是充电机和DCDC合在一起,三合一增加了配电单元;

400V的OBC主流功率是6.6KW,一般是PFC+LLC+PSFB(低压DCDC)的拓扑;

如TI推进的参考设计PMP22650拓扑如下,采用了两相图腾柱PFC+CLLLC+同步整流,可实现峰值效率96.5%;(可以实现双向流动,V2G/V2L功能)

而针对800V的,不同厂家推荐方案就不一样了

ST DCDC推荐了多种方案

一种是级联的DAHB拓扑,可以通过配置选择是400V还是800V,对应其采用了650V的GaN管

一种是基于1200V的SiC的LLC/ZVS

如果需要双向方案,实现V2L或者V2G,则推荐了DAB

而英飞凌旗下GaN Systems推荐的方案有点特殊,3级的FC PFC+3级的FC DAB (FC, Flying Capacitor),实现11KW的功率,PFC和DAB的峰值效率分别是99%和98.5%,按其宣传,就是遥遥领先

3、OBC控制策略及主控芯片选择

前面提到,二合一的OBC有多级,前级的PFC和高压DCDC,以及低压DCDC,对应也有不同的控制策略:

  • 三芯片分别控制PFC,HV DCDC,HV/LV DCDC
  • 一颗芯片控制PFC+HV DCDC,一颗芯片控制HV/LV DCDC
  • 一颗芯片控制全链路

三种不同的拓扑,对于隔离控制,隔离采样的电路设计会有不同的考量,有兴趣的朋友可以单独算下不同方案的成本;

针对上述的一颗芯片完成三种拓扑控制,业内有一种基于TI AM263X的解决方案,可以实现控制 + 管理(如功能安全,通信协议);

基于AM263X的方案,这颗芯片采用了ARM Cortex-R5实时CPU,配置了C2000的实时控制外设,从而实现了实时算力和通用算力的结合;

有意思的是,这颗芯片本应该是针对电驱动做的,没有配置FPU...

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