电动汽车的动力系统和传统的燃油汽车有所不同，其中“三电”系统取代了油箱、发动机、变速箱等部件。这个“三电”系统包括驱动系统的“大三电”，即动力电池、电机控制器和电机，以及电源系统的“小三电”，包括车载充电机OBC、DC/DC变换器和高压配电箱PDU。车载充电机OBC作为决定电动汽车充电功率和效率的关键组件之一，二极管、IGBT、SiC MOSFET等功率半导体则是实现OBC直流电与交流电变换的关键器件。

一、 什么是车载OBC？

车载充电机（On-board charger）也称为车载充电器，是固定在电动汽车上的充电器。它具有对电动汽车动力电池安全、自动充电的能力，主要应用于必须“插电”充电的电动汽车，如纯电动汽车（BEV，纯电池驱动）和插电式混合动力汽车（PHEV）。作为电动汽车与公共电网之间的接口，OBC能够将来自电网的交流电（AC）转化为电动汽车高压电池所需的直流电（DC），为电动汽车的动力电池充电。同样，它也能将动力电池的直流电逆变为交流电回馈到电网，实现汽车动力电池和电网之间的能量转换。

OBC还提供了充电时所需的各种保护功能，包括过压、欠压、过流、欠流等多种保护措施。当充电系统出现异常时，OBC会及时切断供电，以提高电气安全性。为此，电网侧与车载侧之间需要设置耐电压2500V-3750V的电气隔离层，即隔离型车载充电机（Isolated On-Board Charger，简称为OBC）。目前，绝大多数的电动汽车均采用隔离型车载充电机。

二、OBC结构和电路

车载充电机一般可以分为单向车载充电机、双向车载充电机和集成式车载充电机。

单向车载充电机（Uni-Direction On-Board Charger）：功率单向流动，一般采用高频开关电源技术，拓扑结构分为单级式结构和两级式结构。它只有充电功能。

双向车载充电机（Bi-Direction On-Board Charger）：功率双向流动，多采用两级变换结构，由双向AC-DC变换器和双向DC-DC变换器构成。它既有充电功能，同时还有逆变功能：

- 充电功能：从电网取电，经由地面交流充电桩、交流充电口，连接至车载充电机，给车载动力电池进行充电。

- 逆变功能：

V2L（Vehicle to Load）逆变功能：从车载动力电池取电，经由双向车载充电机、交流充电口、专用的V2L交流电插座板，为地面电气设备提供220VAC交流电。

V2G（Vehicle-to-Grid）逆变功能：从车载动力电池取电，经由双向车载充电机、交流充电口、地面交流充电桩，连接至电网。

集成式车载充电机：

- OBC、DC-DC、PDU等车载电源的集成：OBC+DC-DC二合一集成、OBC+DC-DC+PDU三合一集成。

- 电机、电控、减速器、OBC、DC-DC、BMS等电驱+车载电源的集成：多合一集成。

总之，车载充电机OBC是电动汽车充电的关键部件，它能够将来自电网的交流电转化为电动汽车高压电池所需的直流电，为电动汽车提供动力。随着技术的不断进步，未来OBC的性能和效率将得到更好的提升，电动汽车的市场前景也将越来越广阔。