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小三電集成和車內(nèi)交流電
2021-12-27 09:42:26· 來源：驅(qū)動視界
一、小三電在新能源汽車中，無論乘用車還是商用車，高壓系統(tǒng)部件中除了MCU（驅(qū)動電機(jī)控制器），還有三個必不可少的高壓系統(tǒng)輔件：OBC（車載充電機(jī)）、DCDC（直流
一、小三電
在新能源汽車中，無論乘用車還是商用車，高壓系統(tǒng)部件中除了MCU（驅(qū)動電機(jī)控制器），還有三個必不可少的高壓系統(tǒng)輔件：OBC（車載充電機(jī)）、DCDC（直流變換器）和PDU（高壓配電盒），行業(yè)也有種叫法叫做“小三電”。
“小三電”在新能源汽車上的功能如下：
OBC，On-borad Charger，車載充電機(jī)，新能源汽車上的車載設(shè)備，使汽車可以使用家用的交流電進(jìn)行充電。
DCDC，直流變換器，新能源汽車上的車載設(shè)備，將電池輸出的直流高壓電變換為低壓直流電給蓄電池等直流低壓設(shè)備供電。
PDU,Power Distribution Unit,高壓配電盒，新能源汽車上的車載設(shè)備，負(fù)責(zé)車上直流高壓電（如EAC空調(diào)配電、MCU、DCDC、PTC、OBC等的）分配和中轉(zhuǎn)。
各零部件企業(yè)和主機(jī)廠在幾個高壓系統(tǒng)輔件的集成和應(yīng)用方面，和整個新能源汽車市場發(fā)展是密不可分的。
伴隨著新能源汽車行業(yè)近幾年的高速發(fā)展也進(jìn)行了多種試錯式的應(yīng)用，尤其是2014-2018這四年我國新能源汽車年銷量，從2014年的不足10萬輛躍升至2018年的125萬輛位居全球第一，2018年中國單一市場的拿下全球新能源汽車53%的市場份額，這些都帶動了零部件企業(yè)的高速擴(kuò)張和同時(shí)也帶動了部分零部件企業(yè)的無序發(fā)展。
新能源汽車銷量，截止2019年Q1
主機(jī)廠從最開始的油改電平臺到全新開發(fā)的新能源汽車專用平臺，零部件企業(yè)從最初MCU、OBC、PDU和DCDC等各自獨(dú)立在一個箱體內(nèi)的封裝應(yīng)用到二合一，三合一集成，也經(jīng)歷了一個百花齊放、百家爭鳴的多種集成式的應(yīng)用嘗試。
商用車也發(fā)展到今天多個高壓系統(tǒng)輔件多種組合集成的五合一、六合一模式。
某EV車型MCU、OBC、PDU與DCDC在前艙布置
汽車行業(yè)在目前連續(xù)17月市場下滑的大背景下，燃油車市場的壓力已經(jīng)傳遞到新能源的上下游產(chǎn)業(yè)鏈，市場試錯的機(jī)會成本也越來越高，容錯的概率也越來越小。
高壓系統(tǒng)輔件的差異化集成在上一輪乘用車、商用車市場爆發(fā)式的擴(kuò)張中得到應(yīng)用和矯正，又經(jīng)過現(xiàn)階段成熟的市場化檢驗(yàn)來證明，目前的集成方向在乘用車和商用車上的區(qū)分也越來越明顯，集成趨勢和方向也越來越清晰。
首先在乘用車上，主流廠家和Tier1零部件由MCU、電機(jī)和減速器組成的驅(qū)動系統(tǒng)三合一集成，再前艙輔以O(shè)BC、DCDC和PDU組成的高壓部件三合一集成，比較典型的如比亞迪推出的全新乘用車平臺“33111”的技術(shù)路線。
比亞迪“33111”
引用其官方對集成后的總結(jié)：第一個“3”是通過將驅(qū)動電機(jī)、控制器、減速器三者高度集合，實(shí)現(xiàn)扭矩密度提升17%、功率密度提升20%、重量降低25%、體積降低30%，總成本降低33%；第二個“3”是將幾個高壓系統(tǒng)輔件的DC-DC、OBC以及PDU的深度集成，可適應(yīng)各種電池電壓平臺，重量可降低25%、功率密度提升25%（大于2kW/L）、產(chǎn)品成本降低43%。
除了成本方面，驅(qū)動系統(tǒng)三合一集成后，驅(qū)動三合一中高度方向最高的部分一般為MCU，由于三合一的減速器輸出半軸和傳動半軸相連接，在布置后整體高度比較低，這就給PDU、OBC等高壓系統(tǒng)輔件在其上方的布置預(yù)留了充足的空間，這樣的布置使整車前艙可以做到上下分層，讓前艙的空間應(yīng)用更加充分，便于最大化駕乘空間；驅(qū)動系統(tǒng)的三合一即使是作為P4后驅(qū)應(yīng)用，上方空間也可以最大化行李艙。
置于前艙上方的PDU等高壓系統(tǒng)輔件維護(hù)起來也更方便。
總之，在乘用車上這種驅(qū)動系統(tǒng)和高壓系統(tǒng)輔件“兩兩”抱團(tuán)式的集成應(yīng)用，除了能夠節(jié)省可觀的成本外，在乘用車上的布置和空間應(yīng)用也受益頗多，助力主機(jī)廠打造出更有競爭力和更具產(chǎn)品力的車型。
然后來看一看在在商用車上的應(yīng)用，在商用車上和乘用車上的差異還是比較大的。
商用車在車艙的布局空間上較為充分，整車電器需求相對于乘用車來說比較豐富且組合形式多樣化，比較典型的如商用車的剎車系統(tǒng)（一般為氣剎），用的空壓機(jī)氣罐的充氣系統(tǒng)，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)用的油泵電機(jī)，這些輔助系統(tǒng)的動力源件一般都是交流電機(jī)，這些電機(jī)都需要整車端增加DCAC（直流交流變換器）來提供交流電，這些輔助系統(tǒng)在乘用車上是沒有的。
目前在商用車上的趨勢為五合一、六合一等ALL IN ONE式的集成應(yīng)用。
比較典型的如新能源商用車龍頭企業(yè)鄭州宇通、比亞迪，具體集成以MCU、PDU、DCDC這個三個高壓系統(tǒng)部件為基礎(chǔ)，根據(jù)不同車型的應(yīng)用場景來選配并集成以下幾個單元：
集成DCAC（直流交流變換器），為車載輔助系統(tǒng)提供交流電
集成EPS（汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，油泵及電機(jī)）
集成ACM（汽車剎車系統(tǒng)，氣泵及電機(jī)）
集成OBC/VCU（整車控制器）等的多合一高壓系統(tǒng)部件
商用車多合一集成
目前這種驅(qū)動系統(tǒng)以外的高壓系統(tǒng)輔件集成從成本上看，無論是乘用車還是商用車，開發(fā)和集成大都是由零部件公司在做，主機(jī)廠鮮有涉足。
早期伴隨著新能源汽車行業(yè)的爆發(fā)式增長，很多（不僅僅是國內(nèi)）PDU、DCDC等高壓系統(tǒng)輔件企業(yè)都是從工業(yè)等非汽車行業(yè)快速轉(zhuǎn)型而來的。
目前趨勢下多個高壓系統(tǒng)輔件的集成會帶來一些技術(shù)優(yōu)勢，而不單單只是簡單的物理集成。
分析如下：
1)從設(shè)計(jì)端的元器件的選型，試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)按車規(guī)級標(biāo)準(zhǔn)來執(zhí)行，產(chǎn)品更加可靠；
2)集成后安裝維護(hù)更方便，安全；
3)集成后整體體積小，便于整車布置和安裝；
4)部分輔助系統(tǒng)主控部分可以用域控制來實(shí)現(xiàn)，CAN通訊通過PCBA來取代線束；
5)多個殼體減少為一個殼體；
6)多付模具減少為一個模具；
7)節(jié)省接插件和線束；
8)減少生產(chǎn)線裝配工序；
9)（主機(jī)廠）供應(yīng)商減少和集中。
對整個供應(yīng)鏈的管理（人員），溝通（成本），開發(fā)成本都是提升。
只是相較于前面看的見的地方，這部分的成本不是很明顯。
當(dāng)然也需要看到另外一個方面，這種多合一的集成化，在一定程度上也造成了零部件企業(yè)的洗牌、兼并和重組。
之前只做PDU、DCDC、OBC其中一款產(chǎn)品的的廠家，現(xiàn)在需要做另外兩個高壓系統(tǒng)輔件。
這種集成相對于之前的只做單一產(chǎn)品的模式來說，需要較高的研發(fā)資金投入，較大規(guī)模企業(yè)的來完成，假以時(shí)日待零部件企業(yè)整合完成，市場最終會向頭部企業(yè)集中，待頭部企業(yè)整合完成后，最終的拿出來的產(chǎn)品溢價(jià)能力會有相對的提升，這也是主機(jī)廠不希望看見的。
當(dāng)然也要看到好的一面，對行業(yè)來講也提高了入行門檻，對企業(yè)來講有利于打造精品，對主機(jī)廠而言得益于規(guī)?；б?，可以提供更為可靠，相對更有性價(jià)比的產(chǎn)品。
長遠(yuǎn)看，這些最終將會在市場上得到消費(fèi)者的反饋，即主機(jī)廠拿出好的產(chǎn)品，消費(fèi)者愿意買單的可持續(xù)發(fā)展的道路上來。
PDU是大集成（集成快充、MCU、PTC、EAC配電）還是小集成（集成PTC、EAC配電）對整車成本有利？
最后來回答這個問題，前面的正文中有講到各種大集成的成本、利弊的分析。
EAC空調(diào)配電和PTC基本都是在PDU箱體內(nèi)的，這個其實(shí)就是PDU的向下分配的兩個輸出項(xiàng)，當(dāng)然早期有很少一部分是將PTC集成在MCU里的非主流做法。
二、OBC小型化、低成本方案分析淺談
隨著新能源汽車產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，同時(shí)國家補(bǔ)貼政策這幾年的慢慢退坡，加速了新能源汽車主機(jī)廠“優(yōu)勝劣汰”，隨之而來的全產(chǎn)業(yè)鏈持續(xù)大幅度的“降本”壓力，必然開啟了行業(yè)“降本時(shí)代”的來臨。
對處于這個時(shí)期的新能源汽車零部件企業(yè)而言，需要明確符合企業(yè)自身的“降本”方向，才能安全度過，而不是一味低價(jià)競爭。
2019年作為新能源汽車市場化的“分水嶺”，新能源汽車產(chǎn)業(yè)強(qiáng)烈的降本呼聲始終環(huán)繞在主機(jī)廠的腦海中，幾乎所有主機(jī)廠都向大小三電核心供應(yīng)商提出了降本的要求，在全球上游供應(yīng)鏈持續(xù)產(chǎn)能緊張的形勢之下，硬性地砍成本是不可能達(dá)成汽車級“降本“的目標(biāo)。
作為小三電成員之一的OBC（車載充電機(jī)）在小型化，低成本等降本方向上為滿足主機(jī)廠的要求也是需要下很大功夫。
目前行業(yè)主流OBC拓?fù)浞桨溉缦聢D1所示：
圖 1
從上述拓?fù)淇梢钥闯稣麄€OBC從左邊的交流市電輸入到右邊客戶需求的直流電輸出，中間分為兩級主電路，一級PFC電路，使輸入的交流市電轉(zhuǎn)換成中間的直流電，其原理拓?fù)淙缦聢D2所示，在這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，PFC電感被分成兩個較小的電感，并連接到輸入線端子每個交換節(jié)點(diǎn)。
通過使用兩個小電感，開關(guān)節(jié)點(diǎn)的高dv/dt直接應(yīng)用于輸入端子，因此線路電位相對于地面更穩(wěn)定。
另外，兩個二極管（Da和Db）將PFC輸出節(jié)點(diǎn)連接到輸入線，Da和Db提供返回路徑，使輸入線電壓不再浮動，所以PFC級的輸入電壓是一個參考接地的整流正弦波，并且不再需要低頻變壓器或光耦來檢測輸入電壓，可以放置電阻分壓器來感應(yīng)輸入電壓。
二極管Da和Db將輸入線與輸出電源接通，此外它還需要兩個浪涌二極管（Dc和De）在初始啟動時(shí)，避免在啟動期間通過MOSFET的浪涌電流；
圖 2
另一級是DC/DC電路，使中間的直流電再轉(zhuǎn)換成客戶需求的直流電，其原理拓?fù)淙缦聢D3所示，MOS管-構(gòu)成全橋逆變電路，采用同一驅(qū)動信號，、采用同一驅(qū)動信號，占空比均為，為MOS管的寄生二極管，電感，和構(gòu)成串聯(lián)諧振網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)成全波整流電路，為濾波電容，最終輸出滿足要求的直流電；
圖 3
兩級主電流分別由各自的DSP進(jìn)行控制，并采集各自電路上的電流，電壓和系統(tǒng)所需各功率器件的溫度，同時(shí)兩個DSP之間也相互進(jìn)行通訊，當(dāng)然現(xiàn)也有廠家（如深圳市合創(chuàng)誠技術(shù)有限公司，深圳欣銳科技股份有限公司，深圳市核達(dá)中遠(yuǎn)通電源技術(shù)股份有限公司等）直接用一個DSP來進(jìn)行兩級電路的控制，最后還有一個主控DSP，與控制PFC和DC/DC電路的DSP之間進(jìn)行通訊，同時(shí)也與整車上其它器件之間進(jìn)行交互，最終構(gòu)成了整個OBC系統(tǒng)，其單OBC大概的外形結(jié)構(gòu)如下圖
圖 4
以獨(dú)立式6.6kW的OBC為例，其主要成本構(gòu)成如下表1：
表 1
從上述主流拓?fù)洳浑y看出，現(xiàn)行主流拓?fù)錇榱藢?shí)現(xiàn)電路簡化，更寬的可調(diào)電壓范圍，已經(jīng)從原來的模擬芯片控制電路變成了現(xiàn)在的數(shù)字DSP控制電路，通過軟件控制更簡單的實(shí)現(xiàn)各級電路的控制和通訊，其中比較有代表性的公司有深圳欣銳科技，核達(dá)中遠(yuǎn)通電源技術(shù)，威邁斯新能源和麥格米特等公司；所以，綜上所述單從OBC自身角度考慮，原理上是很難再去進(jìn)行簡化來降低成本，從結(jié)構(gòu)上來看，產(chǎn)品小型化也就只能從器件選型（選擇封裝更小，價(jià)格更低或是國產(chǎn)的元器件），整體布局優(yōu)化（選擇元器件封裝更小后，優(yōu)化整體布局，使整個產(chǎn)品體積更小）等方面下手，這些產(chǎn)品降本和小型化的手段到達(dá)一定程度后就具有一定的局限性。
此時(shí)要想更進(jìn)一步達(dá)到主機(jī)廠的降本要求需另辟蹊徑，當(dāng)然大部分零件部廠家此時(shí)想到的還是平臺化，規(guī)?；a(chǎn)來降低物料成本，或是科技創(chuàng)新從技術(shù)方案自身的角度來降低成本，從技術(shù)創(chuàng)新方面看，既然單從OBC本身原理和結(jié)構(gòu)布局很難再去降低產(chǎn)品成本，大家開始從整車系統(tǒng)角度去考慮，把整車上相關(guān)聯(lián)部件整合在一起，共用通用零件，慢慢地就開始有了所謂的物理集成，如下圖5所示：
圖 5
隨著行業(yè)的發(fā)展，產(chǎn)品集成化變成了行業(yè)主流的發(fā)展方向，從最開始電機(jī)控制器多合一（包含VCU,MCU,DC/DC,DC/AC,PDU等），到最近比亞迪提出的3（包含電機(jī)，電機(jī)控制器，減速器）+3(OBC,DC/DC,PDU)方案,都是從技術(shù)創(chuàng)新方面不同程度的使產(chǎn)品小型化，使成本達(dá)到最優(yōu)，同時(shí)，從最開始的外形簡單集成到最終的原理級高度一體化集成，在集成的道路上也經(jīng)歷好幾個時(shí)期， 曾有企業(yè)提出高壓CDU集成技術(shù)的6個分級，如下圖6所示
圖 6
L0級集成技術(shù)，是指將兩個或以上的總成件在外形上相結(jié)合，以達(dá)成縮小占用空間、減重、降本等目標(biāo)，此種集成技術(shù)對零部件降本空間不大，主要是從整車角度考慮降本和產(chǎn)品小型化，只是簡單把兩個或以上的總成件在外形上放在一起，縮短兩個產(chǎn)品之間連接件的距離，減小了兩個總成件占用整車的空間。
L1級集成技術(shù)，是指將二個或以上的擁有獨(dú)立功能的件(如DC/DC變換器、車載充電機(jī)、電機(jī)控制器等)的硬件電路設(shè)計(jì)上直接地集成布置在一個總成件的殼體內(nèi)，以達(dá)成縮小占用空間、減重、降本等目標(biāo)，此種集成技術(shù)從表1的成本構(gòu)成看已經(jīng)與其它總成件共用了第1欄中的機(jī)箱，蓋子和水嘴等結(jié)構(gòu)件，一定程度的降低了這塊的成本，大概150元左右。
L2級集成技術(shù)，是指將二個或以上的擁有獨(dú)立功能的模塊式中間件（如下圖7所示）直接地布置在一個總成件的殼體內(nèi)，以達(dá)成縮短開發(fā)周期、縮小占用空間、減重、降本等目標(biāo)，是逐漸發(fā)展起來的一種系統(tǒng)集成做法，此種集成技術(shù)在滿足L1級降本的基礎(chǔ)上，模塊化，平臺化，降本的空間大概在50-100元的樣子，同時(shí)也大大縮短了開發(fā)周期，同時(shí)也使整個產(chǎn)品體積更小。
圖 7
L3級集成技術(shù)，是指將二個或以上的擁有獨(dú)立功能的模塊式中間件(如DC/DC變換器、車載充電機(jī)等)在原理上一體化集成為一個模塊件中間件，以進(jìn)一步達(dá)成縮小占用空間、減重、降本等目標(biāo)。
L4級集成技術(shù)，是指將L3級集成技術(shù)進(jìn)行功能升級，同時(shí)達(dá)成縮短開發(fā)周期、縮小占用空間、減重、降本等目標(biāo)，L4級集成技術(shù)在“技術(shù)觸頂”和“成本控制”二個方面均取得了很好的平衡，是當(dāng)前階段頂尖的集成技術(shù)，市場接受程度高，發(fā)展勢頭強(qiáng)勁。
L5級集成技術(shù)被定義為未來的集成技術(shù)，在當(dāng)前階段下，我們還不能夠全面地描述其特征，但是，以下三點(diǎn)還是可以清晰地預(yù)測到的：
（1）半導(dǎo)體級集成：如全數(shù)字控制器集成，功率器件集成等等。
（2）”單向”或“雙向”無線充電的功能升級。
（3）350KW/800V極速充電的功能升級。
當(dāng)然每家公司在對各自產(chǎn)品平臺規(guī)劃時(shí)也會考慮使產(chǎn)品模塊化，平臺化，通過規(guī)模化量產(chǎn)來達(dá)到降本的目的。
上述L0-L5級集成技術(shù)中L3級已經(jīng)達(dá)到原理級集成，深圳欣銳科技自2015年開始自主創(chuàng)新研究D+C（DC/DC+OBC）電路原理級集成技術(shù)，探索過各種各樣的技術(shù)路徑，積累了豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
D+C電路原理級集成技術(shù)在高壓CDU總成的“小型化、輕量化、集成化”目標(biāo)上取得了很好的均衡效果，技術(shù)進(jìn)步“降本”的效益顯著，現(xiàn)已成為全球技術(shù)發(fā)展趨勢。
從以下幾點(diǎn)介紹一下欣銳科技曾探索過的、有效的方向或技術(shù)路徑來實(shí)現(xiàn)成本的最優(yōu)化。
1、D+C主回路“借用”：其基本的思路是，將DC/DC功能的部分主電路如何直接借用OBC功能的部分主電路。
一個典型的成功案例是，DC/DC的高壓直流側(cè)的接線端子、EMI濾波電容等直接借用OBC的高壓直流側(cè)的接線端子、EMI濾波電路、濾波電容等，如下圖8所示輸出濾波部分及外部高壓直流接插件都可以借用，此處原理集成后可降低成本100元左右。
圖 8
2、 D+C 控制板“板集成”：其基本的思路是，將OBC功能的控制板與DC/DC功能的控制板集成為一塊D+C功能的控制板集成。
“板集成”的技術(shù)難度很大，但是可以明顯地降低內(nèi)核的設(shè)計(jì)成本，屬于必須攻克的技術(shù)之一，此處主要從圖8中控制部分OBC和DC/DC共用部分電路來達(dá)到降本的目的，實(shí)現(xiàn)后可降低成本150元左右。
3、D+C主回路“復(fù)用”：其基本的思路是，將OBC功能的部分電路，通過增加專門的控制手段，能被DC/DC功能重復(fù)利用?！皬?fù)用“的技術(shù)難度很大，但是可以明顯地降低內(nèi)核的設(shè)計(jì)成本，屬于必須攻克的技術(shù)之一，此部分主要是從OBC和DC/DC的整個電路考慮，復(fù)用其中一些電路，當(dāng)然也有可能會另增加一些控制電路，如果最終實(shí)現(xiàn)，估計(jì)可降低成本200元以上。
4、 D+C主回路“磁集成”：其基本的思路是，為進(jìn)一步降低成本，將OBC功能的高頻隔離變壓器與DC/DC功能的高頻隔離變壓器集成為一個三端口的高頻隔離變壓器，原理如下圖9所示。
“磁集成“下，主功率的高頻變壓器存在三個端口，相互之間不能獨(dú)立。
對應(yīng)的OBC的PFC側(cè)/動力電池（高壓直流）側(cè)的這二個端口是主要的能量變換控制端口。
而對應(yīng)DC/DC低壓輸出側(cè)的這一個端口只能被動接受能量變換，不可控，必須再增設(shè)一個非隔離的BUCK或BOOST進(jìn)行二次調(diào)節(jié)，此部分實(shí)現(xiàn)后可以使整體集成后的體積變小，同時(shí)降低一些成本，估計(jì)在80元左右。
圖 9
5、 D+C主回路“功率器件模塊化集成”：屬于L5級集成技術(shù)的范疇，未來的技術(shù)。
6、 D+C控制板“IC化集成”：屬于L5級集成技術(shù)的范疇，未來的技術(shù)。
綜上所述，OBC要實(shí)現(xiàn)最終產(chǎn)品小型化，低成本只能從技術(shù)創(chuàng)新（走產(chǎn)品集成路線）和規(guī)?；a(chǎn)上下功夫，D+C主回路“借用”，控制板“板集成”，主回路“復(fù)用”，主回路“磁集成”等方式最終不僅使產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)小型化，同時(shí)成本也是可以大大的降低。
引用深圳某OBC企業(yè)曾提出的一句話“產(chǎn)品“降本”方向是技術(shù)創(chuàng)新和汽車級制造。
“技術(shù)創(chuàng)新”驅(qū)動技術(shù)進(jìn)步“降本”，“汽車級制造”驅(qū)動規(guī)模化量產(chǎn)“降本”，雙輪驅(qū)動才能助力降本增效、提質(zhì)升級”。
三、淺談去OBC是否會成為行業(yè)趨勢
現(xiàn)在絕大部分電動車車主都習(xí)慣下班回到家，把車接上家用充電樁，車就充上電了。
但是很多車主并不知道為電動汽車充電的，其實(shí)不是充電樁，而是車上的車載充電機(jī)，家用充電樁，只是提供了一個標(biāo)準(zhǔn)充電接口。
車載充電機(jī)（On-Board Charger，簡稱為 OBC），是目前基本所有電動乘用車、插電混動乘用車的標(biāo)配。
它將家里的交流電源，轉(zhuǎn)為直流電，才能給動力電池充電，不過，目前有一些電動汽車企業(yè)，包括電動乘用車企正在考慮，給部分車型去掉車載充電機(jī)。
個人覺得可以會分為以下幾個階段演變。
第一階段（嘗試階段）：補(bǔ)貼退坡其實(shí)是客車和物流車退的更快一些，由于這類車輛一般都有專用型的配套直流樁，交流樁基本不用，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了很大程度上的消除。
第二階段（定制過程）：隨著補(bǔ)貼大幅退坡正式開始實(shí)施，對于運(yùn)營車輛而言，拿全補(bǔ)貼比私人車輛多了更多的限制。
然后這部分車輛，和很多的出租車，其實(shí)都是只需要使用直流接口進(jìn)行充電的，交流充電其實(shí)很少采用的。
核算整車的BOM物料，交流充電接口、充電線、6.6kW車載充電機(jī)、電池包上的充電接口、電池包內(nèi)的充電繼電器、交流充電接口電路（框圖如下圖10所示），算一算至少4000元以上的成本。
這筆錢和項(xiàng)目總師談?wù)?，和客戶談一談，真的是對于定制這類車輛有著致命的誘惑力。
圖 10
第三階段（私人車輛選配小型交流充電樁階段）：由于有以上定制車輛的存在，而且在北京也確實(shí)看到大量的用戶并沒有交流充電樁使用的，這4000元能不能在私人客戶下省下來，答案是需要嘗試的。
第四階段（從個別車企擴(kuò)展到很多車企）：根據(jù)現(xiàn)有的信息來看，有條件的車企已經(jīng)有節(jié)奏的在平臺上推廣這個事情，當(dāng)然這也是需要一個過程的。
同時(shí)我對行業(yè)主流的幾家整車廠關(guān)于去OBC方案的規(guī)劃情況進(jìn)行了解，具體如下：
1.吉利汽車、比亞迪、蔚來汽車自從2019年上半年深圳高斯寶電氣新能源事業(yè)部的創(chuàng)始人汪進(jìn)進(jìn)寫出“去OBC的十大理由”的公開信之后還是做了一些調(diào)研和評估，特別是蔚來汽車還成立了專門的部門在開展這項(xiàng)工作，但是目前暫無實(shí)車運(yùn)用此方案；比亞迪方面應(yīng)該也是受定制客戶的推動也有做這方面的預(yù)研，但是此方案主要還是集中在租賃這塊的業(yè)務(wù)，考慮不同的客戶群體，方案也是會有不一樣，當(dāng)然目前也沒有實(shí)車運(yùn)用此方案推廣。
所以這三家目前的進(jìn)度都還是在預(yù)研評估階段，沒有進(jìn)行整車實(shí)際應(yīng)用推廣。
2.從東風(fēng)汽車了解到目前雖然有幾臺樣車ER30去掉了OBC，但此舉完全是客戶（杭州新時(shí)空電動汽車有限公司）提出的需求，并且客戶自己開發(fā)一款便攜式充電機(jī)來實(shí)現(xiàn)充電，但這個僅僅作為自己內(nèi)部維修車輛在使用，最終并沒有投放市場。
同時(shí)從東風(fēng)汽車了解到去掉OBC后從整車角度考慮還是存在擔(dān)憂的，主要考慮到充電安全及電池的壽命，因?yàn)榇蟛糠中履茉雌嚨陌踩鹿识及l(fā)生在充電狀態(tài)，去OBC后，不管是客戶自行購買便攜式充電機(jī)還是使用快充，充電模式可能處于不受控狀態(tài)，這是整車廠比較擔(dān)心的；同時(shí)東風(fēng)汽車從電池方面了解到動力電池進(jìn)行充電時(shí)，三次充電中最好有一次慢充，不然對電池壽命的影響很大。
3.從長安汽車了解到，目前長安汽車之前也有評估過去OBC的方案，但是最終覺得去OBC的方案還是比較冒進(jìn)，他們主要考慮的還是動力電池的壽命問題。
4.從小鵬汽車了解到目前暫無精力對此方案進(jìn)行深入研究，這主要原因可能是小鵬汽車G3在2019年上量比較快，同時(shí)布局下一代P7產(chǎn)品，主要精力集中在業(yè)務(wù)拓展和下一代布局方面。
個人覺得電動汽車去掉車載充電機(jī)，會是從商用車，特別是物流車、出租車開始，當(dāng)前絕大部分電動物流車不裝配車載充電機(jī)的，對于電動物流車和出租車而言，運(yùn)營時(shí)間越長越好，如果用車載充電機(jī) + 交流充電樁（或者家用電源）的方式充電，所需時(shí)間太長，即便有的車夜間停了，但因?yàn)闆]有充電條件，多數(shù)電動物流車還是會選擇到直流充電站充電。同時(shí)關(guān)于去OBC發(fā)展個人覺得存在以下幾個因素：
1）按照EVCIPA的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，目前直流樁的建設(shè)上升率是超過交流樁的，由于后者的使用率和使用場景比較受限，因此某種程度上來說，未來發(fā)展直流樁（包含大功率50kW以上和10kW左右的小功率）都是有很大的可能性的。
2） PHEV的充電需求：原本我們以為這類用戶，基本上是不在外面做充電的，一般只有在單位使用打折扣或者免費(fèi)的交流樁，但是如果把充電的速度控制在6.6kW而且同時(shí)給PHEV降低成本（交流接口變直流，去掉3.3kW的OBC，使用選配的小功率直流樁），同時(shí)在各種場景下都可以快速補(bǔ)電了，那對用戶來說也是一件美好的事情，比如說在高速上耗電完了以后去占純電動的坑位補(bǔ)點(diǎn)電，增強(qiáng)駕駛體驗(yàn)也不是不可能的事情。
3）小區(qū)可掛靠的交流充電樁使用率：現(xiàn)實(shí)用戶中因多種原因，無法安裝交流充電樁數(shù)量達(dá)到30%以上，預(yù)計(jì)23萬左右用戶。
還有大把用戶在市區(qū)內(nèi)連個固定車位都沒有的，只有通過直流充電樁實(shí)現(xiàn)快速充電，所以在小區(qū)內(nèi)鋪設(shè)直流樁也是很有意義的。
4）用戶的選擇權(quán)和保修問題：把車載用電設(shè)施交由用戶選擇，車載6.6或者11kw，用戶通過自己的條件自行購買相關(guān)產(chǎn)品，還有一個很重要的事情，車載充電機(jī)的失效率，壞了投訴沒法充電，如果通過車輛走售后還是通過樁走，兩個解決問題的效率和客戶體驗(yàn)還是不一樣的。
當(dāng)然去掉車載充電機(jī)后當(dāng)前也存在其他的問題，"如車載充電機(jī)和BMS 聯(lián)合起來，跟外面的充電樁還起到安全保障的作用，一起構(gòu)成安全的充電體系。
如果是外面的交流充電樁，要滿足所有整車廠對電池管理安全的要求估計(jì)也會比較難；其中還有一個比較大的問題就是，去掉車載充電機(jī)后，市面上現(xiàn)有的交流充電樁都無法使用了，在直流充電樁尚未普及的當(dāng)下，勢必會導(dǎo)致大量充電資源的浪費(fèi)；而且出于成本的考慮，目前車企配的隨車樁也都是交流慢樁，此舉猶如左手換右手，所以，目前階段，取消車載充電機(jī)的時(shí)機(jī)并未到來。
那么為什么會有廠家提出來取消車載充電機(jī)呢？
其實(shí)也是一種出于成本考慮的解決方案，如果取消車載充電機(jī)，則整車成本肯定會下降，同時(shí)根據(jù)客戶需求看是否隨車再配備一個適用于整車的便攜式交流充電樁，這樣也更容易根據(jù)整車需求來選擇合適的充電方式。
另外，現(xiàn)在電動汽車要求的續(xù)航里程越來越高，相應(yīng)電池越裝越多，為了保證充電時(shí)間，充電機(jī)功率也需要不斷升級。
從交流單相3.3Kw、 6.6kw，提升到三相的 11kw、22kw，如果是車載充電機(jī)，升級很復(fù)雜，在車外用便攜式交流充電機(jī)就很簡單了。
從整車方面考慮，關(guān)于去OBC方案和現(xiàn)有OBC方案和具體的成本對比，深圳高斯寶電氣新能源事業(yè)部的創(chuàng)始人汪進(jìn)進(jìn)就作了比較詳細(xì)的說明，具體如下：
1.整車BOM成本降低4000-5000元。
這個成本構(gòu)成包括如下部分：7kW交流充電樁，模式二交流盒，慢充槍座及線束組件，OBC總成，連接OBC輸出端的高壓接插件組件，連接OBC輸入的低壓接插件組件，OBC輸入相連的水道結(jié)構(gòu)件，OBC輸出相連的水道結(jié)構(gòu)件，PDU連接OBC接插件的對應(yīng)接插件，PDU里面連接OBC輸出的線束，PDU里面連接OBC輸出的直流接觸器，PDU里面連接OBC輸出的熔斷器。
這個成本沒有考慮去OBC的替代產(chǎn)品的成本，但考慮了7kW交流充電樁和模式二充電盒的成本，現(xiàn)在的電動汽車銷售方案都是標(biāo)配了交流充電樁和模式二充電盒，但很多用戶沒有固定的停車充電位，極少使用OBC，特別是對于出租車和網(wǎng)約車。
每輛車多出的4000-5000元成本就白白浪費(fèi)掉了。
如果將這個數(shù)字放大到30萬輛，造成的浪費(fèi)高達(dá)12億，放大到300萬輛車，造成的浪費(fèi)高達(dá)120億。
當(dāng)然如果用戶需求一個6.6KW的便攜式直流充電機(jī)，按目前市場的價(jià)格大概在3500元左右，相比兩個方案能省下的錢也是一個不小的數(shù)目。
2.每款OBC的研發(fā)成本降低500萬元。
一個車規(guī)級的產(chǎn)品投入的研發(fā)資源巨大。
一款OBC的投入費(fèi)用，我和車企朋友計(jì)算了一下，至少要投入500萬的研發(fā)費(fèi)用。
3.降低生產(chǎn)成本。
我不確定OBC占了幾個工位，包括前置加工，組裝。
假如總共是3個工位，這成本是多少？放大到30萬輛是多少？300萬輛是多少？
4.降低售后維修成本。
汽車的成本絕不是元器件的BOM成本。
很多東西是和元器件的數(shù)量成正比，甚至是指數(shù)關(guān)系。
現(xiàn)在整個車企的質(zhì)量控制上，對OBC感到無奈，故障率已經(jīng)不是ppm的數(shù)據(jù)，而是百分之幾以上。
當(dāng)前市場上維修一次OBC的成本是1萬元。
將來這個成本可能更高。
有人預(yù)測，在OBC真正使用3年后，故障率將達(dá)到10%以上，使用5年后，故障率達(dá)到30%以上，特別是前期的車輛。
當(dāng)然，這個數(shù)據(jù)很大的另外一個原因是，和OBC交互的交流充電樁的種類不是車企能夠控制的，交互帶來的問題更多。
5.降低社會整體成本。
如前所述，對于沒有車位的車主，用上OBC和交流樁的概率極低，這是巨大的浪費(fèi)。
一旦沒有了OBC，就相應(yīng)沒有了交流充電樁。
政府的政策上將只要求建筑商保留有足夠的電力供應(yīng)，再根據(jù)電動車輛的普及程度逐漸增加直流充電樁。
整個社會資源將專注直流充電，避免決策時(shí)預(yù)測不準(zhǔn)，提前布置了數(shù)量比例不合適的交流樁造成浪費(fèi)。
從消費(fèi)者方面考慮，可能分以下幾種情況：
1.對于沒有固定停車位或是租賃、商用車輛，極少使用OBC的用戶，如果把整車去OBC后省下來的成本可以轉(zhuǎn)嫁給消費(fèi)者，同時(shí)讓消費(fèi)者無使用快充后電池壽命衰減的后顧之憂，我想大多消費(fèi)者還是愿意接受這個方案的。
2.對于有固定停車位，有條件申請380V、30kW/20kW三相電的用戶，直接購買30kW/20kW壁掛式直流充電機(jī)，可以獲得很好的充電體驗(yàn)。
而且社會運(yùn)營商可以將優(yōu)先獲得了30kW/20kW壁掛式直流充電機(jī)的用戶資源組合起來，和物業(yè)管理處合作，更好地利用電網(wǎng)低谷時(shí)充電，這樣也可以把去OBC后購買大功率直流充電機(jī)造成的設(shè)備差價(jià)賺回來。
3.對于有固定停車位，有條件申請220V、7kW單相電的用戶，如果購買7kW壁掛式直流充電機(jī)與之前整車有OBC時(shí)的設(shè)備成本低的話，消費(fèi)者也是可以接受的。
綜述，對于充電技術(shù)路線的競爭，相關(guān)專家提出，單相交流、三相交流、直流充電……幾種路線會并行，每個細(xì)分市場的需求也不一樣。
特來電會為不同客戶提供不同解決方案，對于公交市場客車，以大功率直充為主；
對出租車，以公共快充站為主；
對小區(qū)充電，則兼容交流、慢速直流為主；對物流車，則是直流充電樁加便攜式直流充電機(jī)為主。
至于當(dāng)前去掉車載充電機(jī)，用直流充電或者便攜式充電機(jī)充電的路線，相關(guān)專家說，"雖然覺得這是好方向，但會交市場去選擇。"
四、車內(nèi)交流電
聲明：目前泛車載逆變器的應(yīng)用在國內(nèi)外較普遍，但汽車在出廠時(shí)很少有車企是沒有配備該設(shè)備和功能的，多為汽車售出后由汽車權(quán)利人或企業(yè)通過改裝或加載設(shè)備來獲得該項(xiàng)功能，這一類屬于汽車后市場的范疇，不在本文討論的范圍內(nèi)。
本文僅討論由車企主導(dǎo)開發(fā)的，在汽車出廠時(shí)就具備或可以通過選配（車載逆變器）來獲得交流電源插口的汽車。
車載逆變器也叫車載電源轉(zhuǎn)換器，是一種將直流電轉(zhuǎn)換為家用AC220V交流電的設(shè)備，目的是給各類電器供電。
根據(jù)類型分可以分為車內(nèi)放電和車外放電，輸出功率也不相同，一般車外的輸出功率要大一些。
根據(jù)QC/T 1088-2017《電動汽車用充放電式電機(jī)控制器技術(shù)條件》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的定義，車載儲能裝置可通過控制器向V2G車輛至電網(wǎng)、V2L車輛至負(fù)載、V2V車輛為其他車載儲能裝置提供電能，輸出電壓為AC220V±10%，輸出電壓頻率為50Hz±1%Hz。
采用V2G 模式實(shí)現(xiàn)削峰填谷；
V2V 模式實(shí)現(xiàn)車輛之間互相充電；
V2L 模式可實(shí)現(xiàn)在車輛離網(wǎng)時(shí)在緊急狀況下應(yīng)急供電。
一 在傳統(tǒng)燃油車領(lǐng)域
在傳統(tǒng)燃油車領(lǐng)域，國外的北美、歐洲和日本等成熟的幾個汽車市場，雖然這個市場的汽車千人保有量較高，諸如外出旅游、外出工作等場景廠家相對比較多，但車企對這一塊兒的市場并不看好，并沒有較多的車型推出。
究其原因，主要是技術(shù)原因，如燃油車上配備的蓄電池電量較少，在通過車載逆變器轉(zhuǎn)換后，較小的輸出功率不足以支撐日常家用電器的應(yīng)用。
例如在美國市場常年雄據(jù)汽車銷量榜首的福特F-150皮卡系列，較多的車型具有交流電輸出的功能，F(xiàn)-150部分車型在近幾年已引入國內(nèi)銷售，其配備的車載逆變器轉(zhuǎn)換后輸出交流電220V/50Hz（民用交流電電壓各國并不統(tǒng)一，如美國、日本為AC110V/60Hz，我國為AC220V/50HZ），車載逆變器從前艙12V蓄電池取電，車輛配備的蓄電池容量為80Ah/12V，換算后電量為0.96kw/h，即使在駐車狀態(tài)開著發(fā)動機(jī)一直給蓄電池充電，較小的輸出功率和保險(xiǎn)絲會時(shí)刻警告你不要亂來，根據(jù)汽車說明書上的描述，汽車在D檔行駛中交流插座最大輸出功率為150W,即使車輛處于駐車檔時(shí)交流插座最大輸出功率為400W，除了給手機(jī)、相機(jī)和筆記本電腦充電外，實(shí)在是找不到能用的電器。
福特猛禽F-150皮卡
國內(nèi)自主品牌在燃油車上基本沒有，外資車企高端車型和豪華品牌僅有部分車型配備這個功能。
如前面所說的受制于較小的輸出功率，除了手機(jī)、電腦等微型電器，這個AC220V插座基本都可以忽略掉。
二 在國外新能源汽車上的搭載
在新能源汽車上的情況就不太一樣了，我們先從相對成熟的日本市場來看，我們都知道日本是一個地震、火山、海嘯（臺風(fēng)）等自然災(zāi)害比較頻繁的國家，2011年3月“東日本大地震”后，考慮地震災(zāi)害等應(yīng)急的產(chǎn)品就有了市場，日本住宅企業(yè)開始全力開發(fā)新一代節(jié)能的“智能住宅”，同時(shí)也拉上了日本國內(nèi)的幾個電動汽車的整車企業(yè)，好幾家都嘗試著V2G和應(yīng)急供電，主要是電動汽車可以在日本災(zāi)后作為應(yīng)急供電的單元，可以滿足在緊急情況下和外出時(shí)為家電產(chǎn)品等供電的需求。
三菱i MiEV汽車及 MiEV Power BOX
三菱汽車在2012年基于旗下純電動汽車i MiEV又推出了從汽車動力電池向車外供電的電源供給裝置“MiEV Power BOX”，通過與高壓電池相連接，控制電池系統(tǒng)的能量輸出，具備AC110V/1500W的輸出，i MiEV電池電量為16kwh，可供1500W的家用電器連續(xù)使用約5～6小時(shí)，這是普通家庭約一天的用電量。
這里需要重點(diǎn)說一下歐藍(lán)德PHEV這款車型，歐藍(lán)德PEHV從2012年開始陸續(xù)在日本本土和歐洲市場等多個國家和地區(qū)進(jìn)行銷售，其銷售數(shù)據(jù)一直不錯，可以說是銷量常青樹，在全球新能源汽車銷量榜也比較常見。
歐藍(lán)德PHEV是全球首款插電式混動SUV車型，也是全球首款搭載的車載逆變器的PHEV車型（在部分配置車型上標(biāo)配），針對不同市場支持車內(nèi)和車外兩個交流110V-240V 1500W電源插口，車內(nèi)交流電源插口在扶手箱后部，供車外的交流電源插口在后備箱處。
可以看到這個輸出功率是遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過傳統(tǒng)燃油車的，完全能滿足日常的家用電器使用。
三菱歐藍(lán)德PHEV官方宣傳資料
三菱官方曾宣稱，電池包在滿電(12kwh，2018款已升級至13.8kwh）情況下可滿足一般家庭一天的用電量，而通過發(fā)動機(jī)發(fā)電，滿箱油時(shí)發(fā)電量可滿足一般家庭10天的用電量。
日本車企中日產(chǎn)也有涉及，日產(chǎn)在其下純電動車型LEAF上并沒有做改動，只是利用其直流充電接口，通過外部的6KW充電樁的逆變器來實(shí)現(xiàn)雙向的能量變換，來實(shí)現(xiàn)為家庭供電。
日產(chǎn)稱之為LEAF to home。
在發(fā)生緊急情況時(shí)利用電動汽車為家中供電
在電費(fèi)較低的深夜為電動汽車充電，白天可用于家中
在住宅中采用光伏發(fā)電等可再生能源
最后在來看看豐田，和日產(chǎn)一樣借助旗下在日本本土銷售的PriusPHEV車型，通過選配車載逆變器來向家庭電網(wǎng)供電。
總結(jié)來看，豐田和日產(chǎn)并沒有向三菱一樣的在這個細(xì)分領(lǐng)域來深耕，看上去更多的像是在做一種嘗試，點(diǎn)到為止。
三 國內(nèi)自主品牌新能源部分車企
前面對歐藍(lán)德PHEV部分寫的比較多，是因?yàn)楹竺鎸懙阶灾鬈嚻蟮牟糠只蚨嗷蛏俣紩蜌W藍(lán)德PHEV這款車型有淵源。
先來說一說長安，2016長安曾經(jīng)對標(biāo)過一臺歐藍(lán)德PHEV，國內(nèi)是未售的。
2018年8月長安CS75 PHEV車型推出，CS75PHEV電池包電量為12.96kwh，純電續(xù)航60km,后備箱電源插口輸出交流220V 3000W。
長安CS75 PHEV及交流電源插口及官方宣傳資料
國內(nèi)造車新勢力威馬汽車，在EX5車型上也具有該功能的選配項(xiàng)。
比亞迪在車載逆變器這邊的布局在國內(nèi)是最早的，基于歐藍(lán)德PHEV在整車車內(nèi)外交流電源插口的在海外市場的成功，秦PEHV最早于2015年推出并試水，隨后唐PHEV，宋MAX PHEV（高配版）都有配備或部分車型支持選配該項(xiàng)功能。
在實(shí)際應(yīng)用、和車企宣傳方面比亞迪是做的比較好的。
尤其是空間比較大的唐DM 宋MAX DM兩款插混車型，車內(nèi)和車外各有一個交流電源插口，車內(nèi)220V 2000W,車外220V 3000W。
單憑這兩個電源插口就多收了一群死忠粉，尤其是喜歡自駕游的群體，可以帶上錢包，再帶上廚房里的家用電器就可以出發(fā)了，開車開累了或者是晚上都可以停下來，開著空調(diào)在車?yán)锼X，世界那么大，我想去看看，只缺一輛比亞迪DM了。
四 車載逆變器對外供電的趨勢
作為全球最大的汽車市場和同時(shí)也是全球能源汽車最大的市場，我們算是一個后來者，有很多可以供我們學(xué)習(xí)和借鑒的地方。
總結(jié)下來，第一，日本車企當(dāng)初的考慮是建立在日本自然災(zāi)害比較多情況下。
咱們可以算一算，近兩年每年擁有100+萬輛新能源汽車，近60GWh的裝機(jī)量（2018年全年為56.89GWh），這是一個巨大的能量存儲單元，在極端條件下，完全可以保證家庭等單元在災(zāi)害條件下的基本電能供給。
第二，從未來的市場需求看，特別是戶外郊游、長途自駕游的群體，插電式混動車型和增程式車型可以充分釋放出這個群體。
第三，我們國家有近14億的人口，960萬平方公里的廣闊國土，那怕只是一小部分，這個體量也是巨大的。
最后來回答兩個問題
1.車內(nèi)（車外）交流供電是否為趨勢？
新能源汽車上完全是一個趨勢，請務(wù)必做到能讓消費(fèi)者選配。
2.消費(fèi)者是否愿意為車載逆變/車內(nèi)放電買單？
a.參見上一個問題的回答，請務(wù)必做到能讓消費(fèi)者選配。
b.去比亞迪唐DM 和宋MAX DM論壇看看吧，你會有答案的。
最后再來說下T公司，單車搭載電池電量最高的公司（三款在售車平均每款車近90kwh電池電量）。
每輛車背著這么大的能量滿世界的跑都沒想著必要的時(shí)候拿出來用。
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