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0基础 | 电动汽车的“电源翻译官” | DC/DC转换器 | 电源系统三

news 来源：原创 2025/9/7 19:08:25

你有没有想过，电动汽车里那么多五花八门的电子设备，比如车灯、仪表盘、摄像头，甚至连控制马达的“大脑”（ECU），是怎么用上电的？今天就来聊聊电动车里一个默默工作的“小功臣”——DC/DC转换器，它就像电源的“翻译官”，让不同电压的电都能乖乖干活！

一、DC/DC转换器是什么？——给电源“变魔术”的盒子

电动车有两个“电池宝宝”：
- 大宝宝：高压锂离子电池（比如400V以上），专门给驱动马达用，让车跑起来超有力！
- 小宝宝：低压铅酸电池（比如12V），给车内小设备供电，比如车灯、喇叭、手机充电口。

但小宝宝没电了怎么办？总不能让它自己去充电桩充电吧！这时候，DC/DC转换器就出场了！它能把高压大宝宝的电，“翻译”成低压小宝宝能懂的电，给低压电池充电，让所有小设备都能用上合适的电。

二、为什么需要高低电压分开用？——分工明确，各干各的活

1. 高压电：让马达跑得快又省劲

驱动马达就像电动车的“心脏”，需要很大的功率（比如几百千瓦）。如果用低压电（比如12V），就像让心脏用很小的管道输血，电流会特别大（功率=电压×电流），不仅电线会发热浪费电，还容易坏。用高压电（比如400V），电流就小很多，省电又安全，马达也能跑得更快更稳！

2. 低压电：小设备的“温柔电源”

车内的小设备，比如车灯、雨刷、导航屏幕，不需要那么大的功率，用高压电反而危险（就像用大水管浇小花，会把花冲坏）。而且，就算是高压设备（比如马达），里面的控制电路（像马达的“神经”）也需要低压电才能工作，所以必须把高压电转换成低压电。

三、为什么低压电大多是12V？——汽车界的“传统习惯”

这个习惯从燃油车时代就开始了！早期燃油车启动需要“起动马达”，而铅酸电池刚好能提供合适的电力。
- 轿车：把6个小铅酸电池（每个约2.1V）串起来，就成了12V的电池组，足够启动发动机和带动小设备。
- 卡车：因为发动机更大，需要更强的启动动力，就用2个12V电池串成24V。
这个“12V传统”一直延续到现在，电动车也沿用了这个低压标准，方便兼容各种现有设备。

四、未来趋势：DC/DC转换器要更厉害啦！

随着电动车越来越多，车内的电子设备也越来越多（比如自动驾驶传感器、大尺寸屏幕），对DC/DC转换器的要求也变高了：
1. 更多数量：可能一辆车需要多个转换器，给不同设备供电。
2. 更高功率：设备越多，耗电越大，转换器要能“扛住”更大的电流。
3. 更小更高效：电动车空间寸土寸金，转换器要做得更小巧，还要减少耗电（低损耗）、耐高温（毕竟车里夏天很热）。

图2 DC/DC转换器的总体构成

五、DC/DC转换器的“内部小零件”——像个小工厂，分工合作

虽然看起来是个盒子，但里面藏着很多小零件，各有各的任务：
1. 电压检测（输入/输出）：像“电压侦探”
用电阻器当“小探针”，时刻监测输入的高压电和输出的低压电，确保电压稳定。

2. 噪声滤波器（输入/输出）：像“电流过滤器”

用电容器（像小海绵，吸收杂波）和线圈（像小弹簧，阻挡高频噪声），把电流里的“杂音”去掉，防止设备被干扰（比如避免喇叭突然发出杂音）。

3. 电压转换电路：核心“变压工厂”

用开关元件（比如FET，像快速开关的闸门）和变压器（像魔法线圈），通过快速开关（On/Off）把高压电“切割”成低压电。不过开关时会产生噪声，所以用电阻器来“降噪”。

4. 控制电路和通信电路：像“指挥官”

控制电路负责指挥整个转换过程，通信电路（比如CAN总线）负责和车上其他设备“聊天”，汇报工作状态。

电压检测（输入侧）	测量来自锂离子电池的输入电压
噪声滤波器（输入侧）	使用电容器和线圈去除噪声
电压转换电路	通过藉由绝缘型变压器和FET等的开关来转换电压
噪声滤波器（输出侧）	使用电容器和线圈来去除噪声
电压检测（输出侧）	测量输出电压
控制电路	控制转换电路等
DC/DC转换器	向控制电路供给电源
通信电路	与外部的通信电路

总体构成

小结：DC/DC转换器，电动车的“全能翻译官”

简单来说，DC/DC转换器就是高压电和低压电之间的“桥梁”，让大电池的电安全又高效地传给小设备。随着电动车越来越智能，它也会变得更强大、更精致，默默守护我们的每一次出行！