<abbr id="kc8ii"><menu id="kc8ii"></menu></abbr>
  • <input id="kc8ii"><tbody id="kc8ii"></tbody></input><table id="kc8ii"><source id="kc8ii"></source></table><kbd id="kc8ii"></kbd>
    <center id="kc8ii"><table id="kc8ii"></table></center>
  • <input id="kc8ii"></input>
    <abbr id="kc8ii"></abbr>
  • <abbr id="kc8ii"></abbr>
  • <center id="kc8ii"><table id="kc8ii"></table></center>
    <abbr id="kc8ii"></abbr>
    你的位置:首頁 > 電源管理 > 正文

    打破電動汽車“里程焦慮”,主驅(qū)能效如何升級?

    發(fā)布時間:2022-09-19 來源:安森美 責任編輯:wenwei

    【導讀】因續(xù)航能力有限而導致的“里程焦慮”是許多消費者采用電動車的一個障礙。增加電池密度和提高能量轉(zhuǎn)換過程的效率是延長車輛續(xù)航能力以緩解這種焦慮的關(guān)鍵。能效至關(guān)重要的一個關(guān)鍵領(lǐng)域是主驅(qū)逆變器,它將直流電池電壓轉(zhuǎn)換為所需的交流驅(qū)動,以為電機供電。


    在這篇技術(shù)文章中,我們討論VE-Trac? IGBT和碳化硅(SiC)模塊如何賦能更高的電池密度并提供更高效的轉(zhuǎn)換過程,以延長電動車的續(xù)航能力,從而幫助克服消費者的擔憂。


    主驅(qū)逆變器是電動車的核心,連接電池和主驅(qū)電機。它們將直流電池電壓轉(zhuǎn)換為電機所需的交流驅(qū)動,功率水平通常為80千瓦至150多千瓦。電池電壓基于電池組的大小,通常在400 V直流電壓范圍內(nèi),但800 V直流電壓正越來越普遍,以顯著減小電流,從而降低損耗。


    雖然鋰離子(Li-Ion)電池成本在過去三年中降低了40%,或在過去十年中降低了90%,但它仍是電動車中最高的成本項。降價的軌跡預計將持續(xù)到2025年左右,屆時價格將趨于穩(wěn)定。鑒于這項成本,當務之急是盡可能有效地利用每一焦耳的存儲能量,以減小電池組的成本和尺寸。


    這種電力驅(qū)動提供極高的扭矩和加速度。逆變器和電動馬達組合的反應能力直接關(guān)系到車輛的“感知”,因而也關(guān)系到消費者的駕駛體驗和滿意度。


    開關(guān)器件的作用


    主驅(qū)逆變器通常含三個半橋元件,每個半橋元件由一對MOSFET或IGBT組成,稱為上橋和下橋開關(guān)。每個電機相位都有一個半橋,總共有三個,由柵極驅(qū)動器控制每個開關(guān)器件。


    17.jpg

    圖1:主驅(qū)逆變器概覽


    開關(guān)的主要作用是打開和關(guān)斷來自高壓電池的直流電壓和電流,為推動車輛的電機提供交流驅(qū)動。這是個要求很高的應用,因為它工作在高電壓、高電流和高工作溫度條件,而800 V電池可提供超過200千瓦的功率。


    基于400 V電池系統(tǒng)的主驅(qū)逆變器要求功率半導體器件的VDS額定值在650 V至750 V之間,而800 V方案將VDS額定值要求提高到1200 V。在一個典型的應用中,這些功率器件還必須處理持續(xù)時間長達30秒(s)的超過600 A的峰值交流電流,以及持續(xù)約1毫秒(ms)的最大交流電流1600 A。


    此外,開關(guān)晶體管和用于該器件的柵極驅(qū)動器必須能夠處理這些大的負載,同時使主驅(qū)逆變器保持高能效。


    IGBT一直是主驅(qū)逆變器應用的首選器件,因為它們可以處理高電壓,快速開關(guān),帶來高能效的工作,并滿足汽車行業(yè)具挑戰(zhàn)性的成本目標。


    開關(guān)和功率密度


    現(xiàn)代汽車極為擁擠——至少含技術(shù)的空間是如此。這說明功率密度是個重要參數(shù),動力總成的功率密度尤為重要。物理尺寸(和重量)必須最小化,因為任何重量都會導致車輛續(xù)航能力降低。


    除了元器件的物理尺寸外,設(shè)計的能效也是主要的驅(qū)動因素。能效越高,產(chǎn)生的熱量就越少,逆變器的結(jié)構(gòu)就越緊湊。


    開關(guān)(無論是IGBT還是MOSFET)對產(chǎn)生熱量的損耗有最重要的影響。較低的導通電阻(RDS(ON))值可減少靜態(tài)損耗,而柵極電荷(Qg)的改進可減少動態(tài)或開關(guān)損耗,使系統(tǒng)的開關(guān)速度加快。如果開關(guān)速度更快,那么就可以大大減小磁鐵等無源元件的尺寸,從而提高功率密度。


    開關(guān)的最高工作溫度也會影響功率密度,因為如果器件能在更高的溫度下工作,需要的冷卻就更少,從而進一步減少設(shè)計的尺寸和重量。


    模塊化方案增加功率密度


    在許多主驅(qū)逆變器的設(shè)計中,關(guān)鍵器件通常是單獨的分立封裝,雖然這是個非常有效的方法,但它不一定能提供最緊湊或最高功率密度的設(shè)計。


    另一種方法是使用預配置的模塊來構(gòu)成主驅(qū)逆變器所需的半橋。安森美(onsemi)的VE-Trac功率集成模塊(PIM)就是這樣一種方案,它專用于汽車功能電子化應用,包括逆變器。


    VE-Trac Dual電源模塊在一個半橋架構(gòu)中集成了一對1200 V超場截止(UFS)IGBT。這些器件采用了穩(wěn)定可靠且經(jīng)過驗證的溝槽(Trench) UFS IGBT技術(shù),提供高電流密度、穩(wěn)定可靠的短路保護以及800 V電池應用所需的更高阻斷電壓。該智能IGBT集成了電流和溫度傳感器,使其具有獨特的優(yōu)勢,并對過電流(OCP)和過溫度等保護功能提供更快的反應時間,從而提供一個更穩(wěn)定可靠的方案。


    這些芯片被封裝好,安裝在具有4.2 kV(基本)絕緣能力的Al2O3覆銅基板(DBC substrate),兩側(cè)都有銅和冷卻性能。沒有線邦定的模塊比含有線邦定的類似外殼模塊預期壽命增加一倍。將該IGBT和一個二極管共同封裝,可以減少功率損耗和實現(xiàn)軟開關(guān),從而提高整體能效。


    VE-Trac Dual模塊將裸芯片封裝在一個小巧的尺寸中,更易于集成到緊湊的設(shè)計中。高效的工作、低損耗和雙面水冷確保輕松實現(xiàn)熱管理,同時持續(xù)工作在175°C允許向牽引電機提供更高的峰值功率。


    主驅(qū)逆變器的每一相通常需要一個VE-Trac Dual模塊,其機械設(shè)計本身可用于多相應用,提供簡單的可擴展性,包括將模塊并聯(lián)以在每個單相提供更多的功率。


    雖然基于IGBT的VE-Trac模塊足以滿足大多數(shù)汽車應用的要求,但基于SiC MOSFET的增強版也可用于最高要求的應用。這款產(chǎn)品采用了最新的寬禁帶(WBG)技術(shù),進一步減小主驅(qū)逆變器設(shè)計的尺寸并提高能效。


    總結(jié)


    讓電動車在兩次充電之間行駛得更遠是我們當前的一大技術(shù)挑戰(zhàn)。由于政府要求,且人們期望改善環(huán)境,這些車輛將在未來幾年內(nèi)被迅速采用。


    如果減輕消費者的“續(xù)航里程焦慮”,電動車會更有吸引力,那么采用的速度會更快。實現(xiàn)這的最佳途徑是提高能效,這不僅延長續(xù)航里程,還增加功率密度和提升可靠性。


    半導體開關(guān)是實現(xiàn)高能效的關(guān)鍵,雖然分立器件具有出色的性能,但最好的方案是專為汽車應用而設(shè)計的PIM,如安森美的VE-Trac模塊。這些基于IGBT的設(shè)計提供所需的高能效、高性能和可擴展性,外形小巧,簡化了熱設(shè)計。


    作者:安森美高級產(chǎn)品線經(jīng)理Jonathan Liao



    免責聲明:本文為轉(zhuǎn)載文章,轉(zhuǎn)載此文目的在于傳遞更多信息,版權(quán)歸原作者所有。本文所用視頻、圖片、文字如涉及作品版權(quán)問題,請聯(lián)系小編進行處理。


    推薦閱讀:


    如何加強對Type-C數(shù)據(jù)線的充電保護?

    以太網(wǎng)供電實現(xiàn)LED照明應用

    自動駕駛汽車的未來趨勢:集中式傳感器融合

    揭秘SMD保險絲:尺寸雖然小,功能不打折,它們是如何做到的?

    電源噪聲對高速DAC相位噪聲影響有多大?如何消除它?

    特別推薦
    技術(shù)文章更多>>
    技術(shù)白皮書下載更多>>
    熱門搜索
    ?

    關(guān)閉

    ?

    關(guān)閉

    亚洲精品一级无码中文字幕| 无码人妻精品一区二区三区66| 免费A级毛片无码无遮挡内射| 亚洲AV无码专区在线播放中文| 久久亚洲精品无码播放| 欧美日韩中文国产va另类| 男人的天堂无码动漫AV| 狠狠精品久久久无码中文字幕| 中文字幕无码无码专区| 亚洲无码视频在线| 亚洲AV无码专区在线播放中文| 亚洲精品人成无码中文毛片| 国产色综合久久无码有码| 久久国产精品无码网站| 日韩人妻无码一区二区三区| 国产成人无码免费网站| 蜜桃AV无码免费看永久| 亚洲中文字幕无码一去台湾| 亚洲国产成人精品无码区在线观看| 亚洲成?v人片天堂网无码| 亚洲动漫精品无码av天堂| 久久精品aⅴ无码中文字字幕重口| 亚洲AV无码国产在丝袜线观看| 无码超乳爆乳中文字幕久久| 人妻丝袜中文无码av影音先锋专区 | heyzo专区无码综合| 久久亚洲日韩看片无码| 中文字幕人妻无码一夲道| 人妻中文字系列无码专区| 亚洲国产人成中文幕一级二级| 久久久无码精品亚洲日韩软件| 亚洲色偷拍另类无码专区| 天堂新版8中文在线8| 无码人妻久久一区二区三区蜜桃| 亚洲精品无码永久在线观看你懂的 | 中文字幕无码精品三级在线电影| 免费无码VA一区二区三区| 国产成人无码一区二区三区在线 | 人妻精品久久无码专区精东影业 | 亚洲成AV人在线播放无码| 最近2019免费中文字幕6|