双向电力传输 (BPT) 是实现高效且经济的电动汽车 (EV) 的关键技术。简而言之，BPT 允许电能通过电源转换器双向流动。能量回收是 BPT 的主要功能。电动汽车使用全电子和机电式 BPT。
BPT 的使用始于电动汽车制造前的电池测试和化成，并延伸到多种电动汽车运行模式。本文回顾了双向电力传输的基本原理，从直流/直流转换器开始，延伸到车载电池充电器，最后使用 BPT 和牵引电机进行再生制动。
BPT 的基本构建块是直流/直流转换器。双向直流/直流转换器可以是隔离式或非隔离式。它们可以将直流电压从转换器的一端升压（升压）或降压（降压）到另一端。
图 1.双向 48 至 12 Vdc 转换对于许多 HEV 来说至关重要（图片：高效电源转换）。
双向 DC/DC 转换器在电动汽车中提供多种应用，并提供相应数量的电压对。该过程从电池化成开始，此时电池中的材料变得具有电化学活性，能耗约占制造成本的 30%。BPT 可使这些能量被回收并用于形成后续电池、用于其他制造过程或送回电网。
混合动力电动汽车 (HEV) 的功率需求通常超过传统 12 V 汽车电源系统的 3 kW 限制。这些车辆使用 12 至 48 V 双向DC /DC转换器和 48 V 电池为更高功率的组件供电（图 1）。在具有高压（400 至 800 V）电池组的电池电动汽车 (BEV) 中，双向DC/DC转换器用于为传统 12 V 电源总线供电。
收费
双向车载电池充电器 (OBC) 为隔离式双向 DC/DC 转换器添加了双向功率因数校正 (PFC) 前端。这需要一种新的 PFC 方法。传统的升压拓扑不是双向的，因此不合适。需要更复杂的 PFC 和 DC/DC 拓扑，并结合基于 MCU 的数字控制架构和碳化硅 (SiC) 功率晶体管来实现。
例如，采用 SiC 晶体管的三相图腾柱 PFC 拓扑可在连续导通模式 (CCM) 下运行，以实现高效率和低电磁干扰 (EMI)。此外，电容-电感-电感-电容 (CLLC) 谐振双向直流/直流转换器可在降压和升压模式下提供高效率。
CLLC 在初级侧使用具有零电压开关 (ZVS) 的 SiC 功率晶体管，在次级侧使用 ZVS 与零电流开关 (ZCS) 相结合的功率晶体管。图腾柱 PFC 和 CLCC dc/dc 组合支持高效 BPT（图 2）。
图 2.该双向 OBC 将图腾柱 PFC 与 CLCC 直流/直流转换器结合在一起（图片：Recom）。
停止
电机驱动牵引逆变器也是双向的，可用于驱动电机和再生制动。当实施再生制动时，电机充当发电机，将车辆的运动转化为电能。电能通过驱动逆变器反向传输，并存储在超级电容器或主电池组中，具体取决于动力系统架构。再生制动可提高车辆效率，但不足以完全停止车辆。再生必须与传统的摩擦制动相结合才能形成完整的制动系统。
文章转载自微信公众号：汽车研究院auto