运用于电动汽车充电装置的软磁材料技术资料.pptx

运用于电动汽车充电装置的 软磁材料技术 ;电动汽车充电技术概况 应用于充电装置的软磁材料及元件 ——LP10型宽温低功耗锰锌铁氧体材料 ——具有低气隙损耗的分段气隙磁心 ——无线充电磁耦合线圈磁心 ——NS系列宽温低功耗铁硅铝金属磁粉心材料 附录 电动汽车充电装置用软磁材料及器件产值预测 ;电动汽车充电技术概况;;交流充电桩;直流充电桩;由开关电源模块（充电机）、监控单元、人机操作界面、与电动汽车之间的电气接口、计量系统和通讯接口等部分组成。 输出功率较大（10kW~300kW）、输出直流电压范围较宽（280V~750V），可实现对各种动力电池的直接快速充电。 涉及电能形式的转换，必须使用磁性元器件。;车载/非车载充电机;将输入交流整流成直流，再通过DC-DC变换环节来调整电压、电流输出，以便对动力电池充电。 在输入、输出EMI滤波、PFC、DC-DC变换、辅助电源等部分，都要使用磁性元器件。 车载充电机与交流充电桩配合使用，受到体积、重量等方面的限制，通常功率较小，适用于慢速充电。 非车载充电机通常为直流充电桩的一个组成部分，具有较大功率，可以输出较大电流以便对动力电池进行快速充电。;感应式无线充电装置;通过整流、逆变电路，将市电转换为高频交流电，利用发射端线圈和接收端线圈之间的磁感应耦合，将电能由充电发射端馈送至车载接收端，再经过整流、变换成电压和电流符合要求的直流，为动力电池充电。 由于磁耦合线圈间距稍大，就会产生严重的漏磁，降低传输效率，所以发射端线圈和接收端线圈必须十分接近（1~2cm），这限制了实际应用。 ;谐振—感应式无线充电装置;在感应式基础上，运用LC谐振原理，使发射端和接收端线圈谐振于同一频率，增加了传输距离（20~30cm），提高了能量传递效率。 由于线圈间距较大，可以设计安装于地面和汽车底盘的发射、接收单元，实用性较强。;谐振式无线充电装置;充电装置中为什么需要软磁材料？ 满足电磁兼容、安全等法律、行政法规和相关标准要求的需要，如： GB 17625.1-2003 《低压电器及电子设备发出的谐波电流限制（设备每相输入电流不大于16 A）》 GB9254 -2008《???息技术设备的无线电骚扰限值和测量方法 ;在车载/非车载充电机中实现电路功能的需要;充电装置中使用何种软磁材料？ 在车载/非车载充电机中可能用到： 输入共模EMI扼流圈磁心（高磁导率MnZn铁氧体）； 输入差模EMI扼流圈磁心（铁粉心或 FeSiAl金属磁粉心）； PFC电感器磁心（低功耗MnZn铁氧体或FeSiAl等金属磁粉心）； DC-DC变换电路相关变压器及电感器磁心（低功耗MnZn铁氧体）； 输出平滑扼流圈磁心（低功耗MnZn铁氧体或FeSiAl等金属磁粉心）； 辅助变压器磁心（低功耗MnZn铁氧体）。 ;在无线充电发射部分中可能用到： 输入共模EMI扼流圈磁心（高磁导率MnZn铁氧体）； 输入差模EMI扼流圈磁心（铁粉心或 FeSiAl金属磁粉心）； PFC电感器磁心（低功耗MnZn铁氧体或FeSiAl金属磁粉心）； DC-AC逆变电路相关变压器及电感器磁心（低功耗MnZn铁氧体）； 辅助变压器磁心（低功耗MnZn铁氧体）。 ;在无线充电接收部分中可能用到： DC-DC变换电路相关变压器及电感器磁心（低功耗MnZn铁氧体）； 输出扼流圈及磁心（低功耗MnZn铁氧体）； 辅助变压器磁心（低功耗MnZn铁氧体）。 在磁耦合部分中用到： 磁耦合线圈磁心（MnZn铁氧体） ;相比于一般室内应用的开关电源而言，电动汽车车载充电机的环境温度范围宽得多，要求从摄氏零下几十度到一百度以上都要正常工作；直流充电桩的非车载充电机也大都安装于户外露天条件下，环境温度范围亦很宽。 传统软磁铁氧体材料的功率损耗随温度的变化很大，仅能在很窄的温度范围内实现低功耗。为了追求高功率密度、高效率、低温升和高可靠性，希望充电机中使用的磁性元器件在很宽的工作温度范围内能够保持低功耗，这对传统铁氧体材料的功耗温度特性提出了挑战。 ;由于受到磁晶各向异性常数(K1)强温度依赖性的影响，传统MnZn铁氧体材料仅仅能在K1补偿为零的单一温度点附近才能实现低磁滞损耗(Ph)和高磁导率(μi)的特性。 ;NCD在深入研究影响K1的温度依赖性的各种机理和因素基础上，通过对材料配方、微量添加剂和制备工艺的全面技术创新，使K1补偿为零的温点由单一高温点变成高、低温两个点，大大降低了磁晶各向异性对温度的依赖性，开发的LP10型宽温低功耗MnZn铁氧体材料在宽温范围内具有平坦的功耗温度特性及磁导率温度特性 。 MnZn铁氧体的总体功耗Pcv由磁滞损耗Ph、涡流损耗Pe和剩余损耗Pr三部分构成，即Pcv=Ph+Pe+Pr。在500kHz以内Pr可以忽略。 NCD运用损耗分离技术精确地分析材