در مورد سیستم منبع تغذیه و راننده برق خودروهای انرژی نو صحبت کنید

سلب مسئولیت: این مقاله از «دشنگتنگ الکترونیک» تکثیر شده است. این مقاله فقط دیدگاه های شخصی نویسنده را نشان می دهد و دیدگاه های Sakewei و صنعت را نشان نمی دهد. این فقط برای تجدید چاپ و به اشتراک گذاری برای حمایت از حمایت از حقوق مالکیت معنوی است. لطفاً هنگام چاپ مجدد منبع و نویسنده اصلی را ذکر کنید. در صورت وجود هرگونه تخلف، لطفا با ما تماس بگیرید تا آن را حذف کنیم.

برقی شدن و برقی شدن سیستم قدرت خودرو تنها راه دستیابی به بی طرفی کربن در زمینه حمل و نقل است. اینفینئون به عنوان اولین شرکت فناوری نیمهرسانای خودرو در جهان، به این دیدگاه اعتقاد دارد که «انتشار صفر خواهد شد» و متعهد به ترویج تحقق زودهنگام این هدف است.

در اینجا، "برق شدن" به سیستم قدرت هیبریدی اشاره دارد که در آن حالت های مختلف موتورهای احتراق داخلی سنتی با موتورهای الکتریکی همزیستی دارند، در حالی که "برق شدن" به سیستم قدرت محرک الکتریکی اشاره دارد که به طور کامل از شر موتورهای احتراق داخلی سنتی خلاص می شود.در فرآیند "برق شدن" و "برق شدن" خودروها، مسیرهایی که کشورها و مناطق مختلف و همچنین خودروسازان مختلف انتخاب می کنند مشابه است، اما همه راه ها به یک هدف منتهی می شوند. این شامل سیستم های میکرو هیبریدی مانند 48 ولت و سیستم های هیبریدی کامل و پلاگین هیبریدی می شود. این شامل خودروهای الکتریکی خالص با استفاده از باتری های لیتیوم یون به عنوان حامل انرژی و خودروهای سلول سوختی با استفاده از هیدروژن به عنوان منبع انرژی است.

همانطور که همه ما می دانیم، یک سیستم را می توان به پنج بخش انتزاع کرد: درک، محاسبه، اجرا، ارتباط و منبع تغذیه.در این مقاله دیدگاه ها و نظرات شخصی در مورد دو موضوع منبع تغذیه و اجرا در این پنج قسمت مطرح خواهد شد..

、مسیر ولتاژ منبع تغذیه در سیستم منبع تغذیه خودرو

در حال حاضر آنچه در خودروهای سواری مشاهده می کنیم، سیستم های تغذیه 12 ولت، 48 ولت و ولتاژ بالا (400 ولت/800 ولت) است.در خودروهای سواری موتور احتراق داخلی سنتی همیشه از منبع تغذیه 12 ولت استفاده شده است و محصولات نیمه هادی مربوطه نیز بخش زیادی از بازار را به خود اختصاص داده اند. بر اساس اطلاعات پیشبینی برخی سازمانهای معتبر بینالمللی، خودروهایی که صرفاً با موتورهای احتراق داخلی حرکت میکنند، حدود سال ۲۰۳۰ از بازار خارج خواهند شد. با این حال، با توجه به مزیت مقیاس زنجیره تامین قطعات بالغ سیستم 12 ولت و مزیت نسبتا کم هزینه محصولات نیمه هادی مناسب برای کاربرد این سیستم، ریل منبع تغذیه 12 ولت باید برای مدت طولانی وجود داشته باشد. در آن زمان DC-DC به طور کامل جایگزین دینام 12 ولتی سنتی خواهد شد و منبع تغذیه برای شارژ باتری و منبع تغذیه بار در سیستم 12 ولت می شود که باعث ایجاد تغییراتی در ویژگی های سیستم منبع تغذیه 12 ولت مانند کاهش بار می شود.
به عنوان استاندارد منبع تغذیه مربوطه، ممکن است بر این اساس تنظیم شود.48 ولت، به عنوان یک کلاس ولتاژ ایمن، دارای مزیت مقرون به صرفه خاصی در سیستم قدرت هیبریدی به دلیل نیازهای درجه عایق پایین تر و سایر عوامل است. با بهبود زنجیره تامین در سیستم 48 ولت، هزینه تولید در مقیاس بزرگ کاهش می یابد. در عین حال، استانداردسازی برخی قطعات در خودروهای فشار قوی مختلف به تامین کنندگان و سازندگان خودرو کمک می کند تا هزینه مدیریت قطعات را کاهش دهند. به این ترتیب، ریل منبع تغذیه 48 ولت ممکن است نه تنها در خودروهای دارای سیستم میکرو هیبریدی، بلکه در خودروهای انرژی جدید با سیستم ولتاژ بالا نیز معرفی شود، به طوری که برخی از بارهای توان متوسط (به عنوان مثال بین 1 کیلو وات تا 10 کیلو وات) می تواند در سیستم منبع تغذیه 48 ولت اجرا شود، بنابراین ظاهر روشن استفاده از مبدل DC-DC را به ارمغان می آورد که ولتاژ بالا (400V/800V) را به 48V تبدیل می کند.

از آنجایی که سه ریل (HV، 48 ولت، 12 ولت) در یک وسیله نقلیه با هم وجود دارند، با در نظر گرفتن معماری، ایمنی عملکرد و هزینه کل وسیله نقلیه، اینکه آیا توپولوژی شبکه منبع تغذیه از تبدیل ولتاژ متمرکز استفاده می کند یا تبدیل ولتاژ توزیع شده به طراحی دستگاه بستگی دارد. کل کارخانه خودرو، و سطح قدرت و سطح ایمنی عملکردی DC-DC نیز الزامات متفاوتی خواهد داشت.

   

دوم ،درباره "اعدام"

همانطور که در بالا ذکر شد، وجود سه ریل ولتاژ منبع تغذیه منجر به نیازهای متفاوتی برای محرکها در زیر ریلهای ولتاژ مختلف میشود، یعنی نیازهای متفاوتی برای دستگاههای قدرت نیمهرسانا. ریل های ولتاژ مختلف به سطوح ولتاژ مقاومت متفاوتی برای دستگاه های قدرت نیمه هادی نیاز دارند. کاربردهای مختلف به جریان های محرک متفاوت و فرکانس های سوئیچینگ متفاوت برای دستگاه های قدرت نیاز دارند.

مسیر ولتاژ 48 ولت کاربرد سطوح توان از 1 کیلو وات تا 10 کیلو وات را متمرکز می کند. در میان آنها، DC-DC و اینورتر موتور اکثریت هستند. با توجه به ولتاژ مقاومت و سطح توان، این میدان اصلی نبرد ماسفت و GaN مبتنی بر سیلیکون است. با این حال، در حال حاضر، مدتی طول می کشد تا GaN در الکترونیک خودرو اعمال شود.

شکل زیر برخی از زمینه های کاربردی مربوط به دستگاه های قدرت سیلیکون، کاربید سیلیکون و نیترید گالیوم را برای مرجع نشان می دهد.

در مورد وسایل برق مورد استفاده در ریل ولتاژ بالا، داغ ترین موضوع در حال حاضر کاربید سیلیکون (SiC) است. دستگاه های برق کاربید سیلیکون دارای مزایای کم سوئیچینگ، ولتاژ مقاومت بالا، دمای کاری بالا و ظرفیت اتلاف حرارت بالا هستند، به طوری که سیستم می تواند در ولتاژ بالاتر و فرکانس بالاتر کار کند، در نتیجه حجم قطعات غیرفعال را کاهش می دهد و تلفات برق را کاهش می دهد. سیستم و بهبود چگالی توان سیستم. با این حال، از سوی دیگر، دستگاه های فعلی ساخته شده از کاربید سیلیکون دارای معایبی در مقایسه با دستگاه های ساخته شده از سیلیکون هستند. بر اساس نتایج جامع، ما معتقدیم که دستگاههای قدرت سیلیکون و کاربید سیلیکون در آینده برای مدتی طولانی با هم وجود خواهند داشت و به نقاط قوت مربوطه در زمینههای مربوطه خود بازی کامل میدهند.

با توجه به تجزیه و تحلیل و اطلاعات تست Infineon، سیستم قدرت با استفاده از دستگاههای کاربید سیلیکون میتواند در مقایسه با سیستم قدرت با استفاده از دستگاههای سیلیکونی در همان سطح قدرت، از جمله کاهش تلفات برق در حین رانندگی موتور و کاهش تلفات توان در طول بازیابی انرژی موتور

شکل زیر مقایسهای از مجموعهای از دادههای تجربی تفاوت مصرف توان دستگاه قدرت را هنگامی که موتور از IGBT مبتنی بر سیلیکون و MOSFET کاربید سیلیکون در سرعتهای چرخشی و گشتاورهای مختلف استفاده میکند، نشان میدهد. مشاهده میشود که وقتی سرعت موتور ۲۶۶۷ دور در دقیقه و گشتاور خروجی ۵۵۳.۳ نیوتن متر است، مصرف برق IGBT مبتنی بر سیلیکون حدود ۱۳٪ کمتر از MOSFET کاربید سیلیکون است.

از این رو، میتوانیم تقریباً سناریوهای کاربرد IGBT مبتنی بر سیلیکون و MSOFET کاربید سیلیکون را در اینورتر درایو، همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است، بدست آوریم:

اتخاذ طرح "هیبرید" مشترک توسط IBGT مبتنی بر سیلیکون و ماسفت کاربید سیلیکون میتواند به مزایای مربوط به آنها کمک کند و از نقاط قوت یکدیگر بیاموزد. موتوری که توسط IGBT مبتنی بر سیلیکون هدایت میشود، میتواند از مزیت اتلاف توان کمتر نسبت به MOSFET در جریان بالا، به طور کامل استفاده کند و عمدتاً گشتاور خروجی بالایی را فراهم کند که منعکس کننده عملکرد شتاب کل وسیله نقلیه است. با این حال، موتوری که توسط ماسفت کاربید سیلیکون هدایت میشود در شرایط کروز بیشتر کار میکند، که کارایی مصرف انرژی را بهبود میبخشد. به طوری که برای رسیدن به هر دو انتهای، و هر دو ماهی و پنجه خرس.

این می تواند باعث شود که وسیله نقلیه همان محدوده کروز را حفظ کند در حالی که ظرفیت باتری را کاهش می دهد، بنابراین هزینه باتری را کاهش می دهد و مقداری جبران برای افزایش هزینه ناشی از معرفی دستگاه های قدرت کاربید سیلیکون ایجاد می کند. در عین حال، کاهش ظرفیت باتری و افزایش چگالی توان اینورتر نیز می تواند وزن خودرو را کاهش دهد و بهره وری مصرف انرژی کل خودرو را بهبود بخشد.

سلب مسئولیت: این مقاله از "Infineon Automotive Electronics Ecosphere" بازتولید شده است. این مقاله فقط دیدگاه های شخصی نویسنده را نشان می دهد و دیدگاه های Sacco Micro و صنعت را نشان نمی دهد. این فقط برای تجدید چاپ و به اشتراک گذاری برای حمایت از حمایت از حقوق مالکیت معنوی است. لطفاً هنگام چاپ مجدد منبع و نویسنده اصلی را ذکر کنید. در صورت وجود هرگونه تخلف، لطفا با ما تماس بگیرید تا آن را حذف کنیم.

تلفن شرکت: +86-0755-83044319
فکس/فکس: +86-0755-83975897
ایمیل: 1615456225@qq.com
QQ: 3518641314 مدیر لی
QQ: 332496225 مدیر کیو
آدرس: اتاق 809، بلوک C، ساختمان فناوری Zhantao، خیابان Minzhi شماره 1079، منطقه جدید Longhua، شنژن