與傳統(tǒng)架構不同，多合一動力系統(tǒng)具有明顯的優(yōu)勢。它可以提高功率密度，提高可靠性，并具有標準化和模塊化的能力。設計和組裝更簡單。最重要的是優(yōu)化成本。必須面對的一個現(xiàn)實是，新能源汽車要想在市場上真正與傳統(tǒng)燃油汽車競爭，還需要提高產(chǎn)品的可靠性和一次性購買成本。

　　從技術突破方向來看，國內(nèi)外主流汽車企業(yè)和各大汽車企業(yè)Tier1的主要重點是三電領域，包括動力電池、電機和電氣控制“大三電”降低性能提升成本，還包括車載充電器（OBC），高電壓DC/DC，逆變器和配電單元（PDU）在內(nèi)的“小三電”迭代升級。在“小三電”本領域，通過系統(tǒng)輕量化設計、一體化等方式提高效率，降低成本，從而提高整個產(chǎn)品的性價比。這是目前業(yè)界的共識。

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　　德州儀器(TI)簡介：當汽車應用程序可以使用更少的部件完成更多的工作時，它可以提高可靠性，同時降低重量和成本，即電動汽車（EV）混合電動汽車（HEV）設計與多合一動力總成系統(tǒng)相結合的理念。在過去的40年里，德州儀器公司一直致力于幫助加速汽車的綠色、電子和智能化進程。到目前為止，市場上已經(jīng)有7000多種汽車規(guī)格產(chǎn)品，每年都在以數(shù)百種新產(chǎn)品的速度增長。現(xiàn)在，它已經(jīng)存在ADAS，四大汽車電子細分領域：信息與娛樂系統(tǒng)、車身電子與照明、新能源汽車動力系統(tǒng)，為客戶提供系統(tǒng)級解決方案。

　　其中，德州儀器在新能源汽車動力系統(tǒng)領域的一個重要產(chǎn)品就是多合一動力總成解決方案。多合一動力總成組合框架集成如車載充電器（OBC），高電壓DC/DC（HVDCDC），逆變器和配電單元（PDU）等動力系統(tǒng)終端裝置。可用于機械、控制或動力系統(tǒng)級別集成。

　　1.電動汽車標準架構概述

　　與傳統(tǒng)體系結構不同，多合一動力總成系統(tǒng)具有明顯的優(yōu)勢。它可以提高功率密度，提高可靠性，并具有標準化和模塊化的能力。設計和組裝更簡單。最重要的是優(yōu)化成本。因此，這種集成系統(tǒng)也已成為汽車電氣化過程中的發(fā)展趨勢。

　　高工鋰電學說，小三電動力系統(tǒng)的發(fā)展主要分為四個階段：獨立組、機械集成、控制級集成和功率級集成。

　　其中，獨立組件的結構形式已逐漸被淘汰，目前最常見的機械集成方式是共享外殼和冷卻系統(tǒng)。

　　2.機械集成后，控制級集成已逐漸導入使用。

　　通過OBC，高電DC/DC，PDU三合一高壓集成可以優(yōu)化電磁干擾（EMI），同時也可以提高輕量化和性能。數(shù)據(jù)顯示：這種設計可以減輕重量和體積40%左右，增加功率密度40%。

　　控制級集成后，將進一步演變?yōu)楣β始壖赡Ｊ健Ｓ捎陔娫措娐分械碾娫撮_關和磁性元件較少，成本優(yōu)勢將更加明顯，但其控制算法也是最復雜的。

　　德州儀器介紹，目前可提供多合一動力系統(tǒng)的功率級集成，可實現(xiàn)功率開關器件共享和磁性集成功能的多合一。

　　3.多合一動力總成系統(tǒng)中的電源開關和電磁共享

　　具體實現(xiàn)方法，OBC和高電壓DC/DC轉換器連接到高壓電池，因此車載充電器和高壓電池DC/DC全橋額定電壓相同，使車載充電器和高壓電壓相同DC/DC全橋共享功率開關器件成為可能。

　　另外，將兩個變壓器集成在一起變壓器集成在一起來實現(xiàn)。由于它們在高壓側具有相同的額定電壓，最終可能成為三端變壓器。

　　在性能提升方面，德州儀器介紹，在其多合一動力總成系統(tǒng)解決方案中，內(nèi)置降壓轉換器有助于提高低壓輸出的性能。

　　當組合拓撲在高壓電池充電條件下工作時，將精確控制高壓輸出。然而，低壓輸出的性能將受到限制，因為變壓器的兩個端子耦合在一起。提高低壓輸出性能的一個簡單方法是添加一個內(nèi)置的降壓轉換器，但這需要權衡額外的成本。

　　4.提高低壓輸出的性能

　　與此同時，德州儀器的產(chǎn)品方案也可以通過共享來提高功率密度，最大限度地降低成本。

　　如同OBC和高電壓DC/DC同樣，車載充電器的集成PFC三相橋與牽引電機驅(qū)動的三相橋的額定電壓非常接近。如圖5所示，三相橋共享功率開關裝置，可實現(xiàn)車載充電器和牽引電機驅(qū)動器，可降低成本，提高功率密度。

　　5.在組合框設計中共享組件

　　此外，由于電機中通常有三個繞組，因此也可以通過OBC作為一種功率因數(shù)校正電感器，中共共享繞組實現(xiàn)磁性整合，這也有助于降低設計成本，提高功率密度。

　　德州儀器認為，從低級機械集成到高級電子集成，“小三電”隨著系統(tǒng)的不斷發(fā)展，系統(tǒng)的復雜性將隨著整合水平的提高而增加。

　　不過，每一個多合一動力總成系統(tǒng)變型都會有不同的設計挑戰(zhàn)，德州儀器通過多種方式應對這一挑戰(zhàn)。

　　首先，仔細設計磁性集成以實現(xiàn)最佳性能。其次，對于集成系統(tǒng)，控制算法將更加復雜，并增加該領域的研發(fā)投資。第三，設計一個高效的冷卻系統(tǒng)，以在較小的系統(tǒng)中釋放所有的熱量。最后，靈活性是多合一動力系統(tǒng)的關鍵，它為用戶提供了通過多種選項在任何級別探索設計的機會。

　　高宮鋰了解到，除了多動力系統(tǒng)外，德州儀器還可以在核心應用領域提供自動啟停、電池管理、電動轉向動力、發(fā)動機和變速箱控制等產(chǎn)品和解決方案。在電機控制、車載充電系統(tǒng)、雙向電源管理系統(tǒng)、電源電池管理和監(jiān)控系統(tǒng)中，它們都符合功能安全ISO26262標準設備及解決方案。此外，它還提供了非常先進的數(shù)字信號處理、電源管理、測量芯片、隔離芯片等方案。

　　德州儀器中國汽車業(yè)務部總經(jīng)理張磊認為，在汽車領域，其優(yōu)勢主要體現(xiàn)在三個方面面，一個是多元化的產(chǎn)品廣度可以提供系統(tǒng)支持，在150多個汽車相關應用中，有近350個整體參考設計，提供客戶系統(tǒng)支持，可以使客戶產(chǎn)品從開發(fā)到市場。

　　其次，相關的設計和產(chǎn)品方案符合國際認證標準，可以滿足汽車水平的使用要求。第三，在供應鏈安全方面，德州儀器通過全球化工廠控制關鍵部件的生產(chǎn)和制造，以確保全球供應鏈的供應保障和安全。