[發明專利]運用于新能源汽車的磁件

在審

• 申請號: 202110396872.4
• 申請日: 2021-04-13
• 公開（公告）號: CN113077971A
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 董娜;吳偉華
• 申請（專利權）人: 聯合汽車電子有限公司
• 主分類號: H01F27/24
• 分類號: H01F27/24;H01F27/28;H01F27/30;H01F38/00
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 曹廷廷

本發明提供了一種運用于新能源汽車的磁件，包括：磁芯，具有至少一個繞線柱；原邊，纏繞于繞線柱上；第一副邊，纏繞于繞線柱或原邊上，與原邊組成車載充電器變壓器；第二副邊，纏繞于繞線柱或原邊或者第一副邊上，與原邊組成高壓直流變換器變壓器；原邊、第一副邊和第二副邊之間均具有一定距離，其中，原邊和第一副邊的距離大于原邊和第二副邊的距離，原邊和第一副邊之間的漏感作為車載充電器的諧振電感。將車載充電器的諧振電感、車載充電器的變壓器和高壓直流變換器的變壓器集成，充分利用車載充電器變壓器的原邊和副邊的漏感，并且節省了體積和空間。

技術領域

本發明涉及汽車新能源技術領域，尤其是涉及一種運用于新能源汽車的磁件。

背景技術

在社會發展過程中，人類面臨嚴峻的能源枯竭和環境污染問題，因此我們對節能環保新型汽車的需求日益增加。由于電能來源豐富，易于傳輸，純電動汽車和油電混合動力汽車成為新能源汽車的主要發展方向，電動汽車利用車載充電機將電網的能量傳遞給電動汽車的動力蓄電池。

在新能源汽車應用中，同一個充電機模塊既有車載充電器(OBC)，也有高壓直流變換器(DCDC)。車載充電器可以給車載高壓動力電池充放電，高壓直流變換器可以給車載低壓設備和低壓電池供電。車載充電器(OBC)中，常用的電路拓撲通常有LLC(諧振電路),CLLC(諧振隔離型雙向DC-DC變換器),Boost LLC等，電路如圖1所示。在高壓直流變換器(DCDC)中，通常用到的是移相全橋整流電路，電路如圖2所示。OBC中通常都需要一顆/多顆變壓器T1和一顆/多顆諧振電感Lr,DCDC拓撲通常都需要一顆/多顆變壓器T2和一顆/多顆輸出濾波電感Lo。變壓器和電感的磁件結構通常如圖3所示，磁件通常由磁芯100，骨架200和繞組300構成。變壓器T1和T2起到實現原邊與副邊之間能量傳遞和相互隔離的作用，而電感Lr和Lo分別起到能量存儲和濾除輸出電流紋波的作用。

然而，帶有OBC和DCDC功能的充電機模塊，至少包含這4個主功率磁件。這種主功率磁件往往體積大，重量大，成本高，占據了充電機模塊中不可忽視的一部分。隨著市場對汽車電子功率密度要求的不斷提高，對成本和重量近乎苛刻的要求，這些主功率大磁件就變成一個突出的問題。并且，在OBC功率變壓器中，原副邊的耦合系數都要盡可能的高，使得原副邊的漏感盡可能的小，這樣來減少變壓器的損耗，但這種磁件通常要外加一個諧振電感來滿足電路的其他工作需要。雖然可以利用變壓器原副邊的漏感做OBC的諧振電感，通過減弱OBC變壓器磁件中原副邊的耦合程度來可以造成OBC變壓器的原副邊有較大漏感，使得漏感做諧振電感，減少一個諧振電感的磁件。要使得變壓器有較大漏感，往往通過改變原副邊的排列結構和/或拉開原副邊的距離來達到目的，另外，漏感和匝數也有明確的關系，原邊匝數越多，折到原邊的漏感越大。高壓DCDC通常是一個匝比為12～15的變壓器。高壓DCDC副邊側電流很大，根據功率的不同，副邊側電流高達100多安培到200多安培，因此為了減少損耗，高壓DCDC副邊側通常用銅片做繞組。OBC的功率通常為3kW～11kW甚至更高，DCDC的功率通常為1kW～3kW，隨著功率的提升，磁件需要越來越大。

發明內容

本發明的目的在于提供一種運用于新能源汽車的磁件，將車載充電器的諧振電感、車載充電器的變壓器和高壓直流變換器的變壓器集成于一起，充分利用車載充電器變壓器的原邊和副邊的漏感，并且節省車載充電器的變壓器和高壓直流變換器的變壓器的體積和空間。

為了達到上述目的，本發明提供了一種運用于新能源汽車的磁件，包括：

磁芯，具有至少一個繞線柱；

原邊，纏繞于所述繞線柱上；

第一副邊，纏繞于所述繞線柱或原邊上，與所述原邊組成車載充電器變壓器；

第二副邊，纏繞于所述繞線柱或原邊或者第一副邊上，與所述原邊組成高壓直流變換器變壓器；