Penafian: Artikel ini diterbitkan semula daripada "Dashengtang Electronics". Artikel ini hanya mewakili pandangan peribadi pengarang, dan tidak mewakili pandangan Sakewei dan industri. Ia hanya untuk mencetak semula dan berkongsi untuk menyokong perlindungan hak harta intelek. Sila nyatakan sumber dan pengarang asal semasa mencetak semula. Jika terdapat sebarang pelanggaran, sila hubungi kami untuk memadamkannya.

Elektrifikasi dan elektrifikasi sistem kuasa kereta adalah satu-satunya cara untuk mencapai neutraliti karbon dalam bidang pengangkutan. Sebagai syarikat teknologi semikonduktor kereta pertama di dunia, Infineon yakin dengan pandangan bahawa "pelepasan sifar akan dicapai" dan komited untuk mempromosikan realisasi awal matlamat ini.

Di sini, "elektrifikasi" merujuk kepada sistem kuasa hibrid di mana pelbagai mod enjin pembakaran dalaman tradisional wujud bersama dengan motor elektrik, manakala "elektrifikasi" merujuk kepada sistem kuasa pemacu elektrik yang menyingkirkan sepenuhnya enjin pembakaran dalaman tradisional.Dalam proses "elektrifikasi" dan "elektrifikasi" kereta, laluan yang dipilih oleh pelbagai negara dan wilayah, serta pelbagai pengeluar kereta, adalah serupa, tetapi semua jalan menuju ke matlamat yang sama. Ini termasuk kedua-dua sistem mikro-hibrid seperti 48V dan sistem hibrid-hibrid penuh dan plug-in. Ia termasuk kedua-dua kenderaan elektrik tulen menggunakan bateri litium-ion sebagai pembawa tenaga dan kenderaan sel bahan api menggunakan hidrogen sebagai sumber tenaga.

Seperti yang kita sedia maklum, sistem boleh diabstraksikan kepada lima bahagian: persepsi, pengiraan, pelaksanaan, komunikasi dan bekalan kuasa.Kertas kerja ini akan mengemukakan beberapa pandangan dan pemikiran peribadi mengenai dua topik bekalan kuasa dan pelaksanaan dalam lima bahagian ini..

一 、Trek voltan bekalan kuasa dalam sistem bekalan kuasa kenderaan

Pada masa ini, apa yang kita boleh lihat dalam kereta penumpang ialah sistem bekalan kuasa 12V, 48V dan voltan tinggi (400V/800V).Dalam kereta penumpang enjin pembakaran dalaman tradisional, bekalan kuasa 12V telah digunakan sepanjang masa, dan produk semikonduktor yang sepadan juga menduduki sebahagian besar pasaran. Menurut maklumat ramalan beberapa organisasi berwibawa antarabangsa, kereta yang dipandu semata-mata oleh enjin pembakaran dalaman akan menarik diri daripada pasaran sekitar 2030. Walau bagaimanapun, memandangkan kelebihan skala rantaian bekalan bahagian matang sistem 12V dan kelebihan kos yang agak rendah bagi produk semikonduktor yang sesuai untuk aplikasi sistem ini, rel bekalan kuasa 12V harus wujud untuk masa yang lama. Pada masa itu, DC-DC akan menggantikan sepenuhnya alternator 12V tradisional dan menjadi bekalan kuasa untuk pengecasan bateri dan bekalan kuasa beban dalam sistem 12V, yang akan membawa beberapa perubahan dalam ciri sistem bekalan kuasa 12V, seperti penumpahan beban.
Sebagai standard bekalan kuasa yang sepadan, ia boleh dilaraskan dengan sewajarnya.48V, sebagai kelas voltan selamat, mempunyai kelebihan kos efektif tertentu dalam sistem kuasa hibrid kerana keperluan gred penebat yang lebih rendah dan faktor lain. Dengan penambahbaikan rantaian bekalan dalam sistem 48V, kos pengeluaran berskala besar dikurangkan. Pada masa yang sama, penyeragaman beberapa bahagian dalam kenderaan voltan tinggi yang berbeza membantu pembekal dan pengeluar kenderaan mengurangkan kos pengurusan alat ganti. Dengan cara ini, rel bekalan kuasa 48V boleh diperkenalkan bukan sahaja dalam kenderaan dengan sistem mikro-hibrid, tetapi juga dalam kenderaan tenaga baharu dengan sistem voltan tinggi, supaya beberapa beban kuasa sederhana (contohnya, antara 1kW dan 10kW) boleh berjalan dalam sistem bekalan kuasa 48V, sekali gus membawa penampilan cerah aplikasi penukar DC-DC yang menukar voltan tinggi (400V/800V) kepada 48V.

Memandangkan tiga rel (HV, 48V, 12V) wujud bersama dalam kenderaan yang sama, memandangkan seni bina, keselamatan fungsian dan kos keseluruhan kenderaan, sama ada topologi rangkaian bekalan kuasa menggunakan penukaran voltan berpusat atau penukaran voltan teragih akan bergantung pada reka bentuk seluruh kilang kenderaan, dan tahap kuasa dan tahap keselamatan fungsi DC-DC juga akan mempunyai keperluan yang berbeza.

   

Kedua,Mengenai "pelaksanaan"

Seperti yang dinyatakan di atas, kewujudan bersama tiga rel voltan bekalan kuasa membawa kepada keperluan yang berbeza untuk penggerak di bawah rel voltan yang berbeza, iaitu, keperluan yang berbeza untuk peranti kuasa semikonduktor. Rel voltan yang berbeza memerlukan tahap voltan tahan yang berbeza untuk peranti kuasa semikonduktor. Aplikasi yang berbeza memerlukan arus pemanduan yang berbeza dan frekuensi pensuisan yang berbeza untuk peranti kuasa.

Trek voltan 48V menumpukan penggunaan aras kuasa dari 1kW hingga 10kW. Antaranya, DC-DC dan penyongsang motor adalah majoriti. Memandangkan tahap voltan dan kuasa tahan, ini adalah medan perang utama MOSFET dan GaN berasaskan silikon. Bagaimanapun, pada masa ini, GaN akan mengambil sedikit masa untuk diaplikasikan dalam elektronik automotif.

Rajah berikut menunjukkan beberapa medan aplikasi yang sepadan bagi peranti kuasa silikon, silikon karbida dan galium nitrida untuk rujukan.

Bagi peranti kuasa yang digunakan dalam rel voltan tinggi, topik paling hangat pada masa ini ialah silikon karbida (SiC). Peranti kuasa silikon karbida mempunyai kelebihan kehilangan pensuisan yang rendah, voltan tahan tinggi, suhu kerja yang tinggi dan kapasiti pelesapan haba yang tinggi, supaya sistem dapat berfungsi pada voltan yang lebih tinggi dan frekuensi yang lebih tinggi, dengan itu mengurangkan jumlah komponen pasif, mengurangkan kehilangan kuasa sistem dan meningkatkan ketumpatan kuasa sistem. Walau bagaimanapun, sebaliknya, peranti semasa yang diperbuat daripada silikon karbida mempunyai beberapa kelemahan berbanding dengan yang diperbuat daripada silikon. Berdasarkan keputusan yang komprehensif, kami percaya bahawa peranti kuasa silikon dan silikon karbida akan wujud bersama pada masa hadapan untuk beberapa lama, memberikan permainan sepenuhnya kepada kekuatan masing-masing dalam bidang masing-masing.

Menurut analisis dan maklumat ujian Infineon, sistem kuasa menggunakan peranti silikon karbida boleh mengurangkan kehilangan kuasa sebanyak kira-kira 7.6% berbanding dengan sistem kuasa menggunakan peranti silikon pada tahap kuasa yang sama, termasuk pengurangan kehilangan kuasa semasa pemanduan motor dan pengurangan kehilangan kuasa semasa pemulihan tenaga motor.

Angka berikut ialah perbandingan satu set data eksperimen perbezaan penggunaan kuasa peranti kuasa apabila motor menggunakan IGBT berasaskan silikon dan MOSFET silikon karbida pada kelajuan putaran dan tork yang berbeza. Dapat dilihat apabila kelajuan motor ialah 2667rpm dan tork keluaran ialah 553.3Nm, penggunaan kuasa IGBT berasaskan silikon adalah kira-kira 13% kurang daripada MOSFET silikon karbida.

Daripada ini, kita boleh mendapatkan secara kasar senario aplikasi IGBT berasaskan silikon dan silikon karbida MSOFET dalam penyongsang memandu, seperti yang ditunjukkan dalam rajah berikut:

Mengguna pakai skim "Hibrid" yang dikongsi oleh IBGT berasaskan silikon dan MOSFET silikon karbida boleh memberikan permainan penuh kepada kelebihan masing-masing dan belajar daripada kelebihan masing-masing. Motor yang digerakkan oleh IGBT berasaskan silikon boleh memberikan permainan sepenuhnya kepada kelebihan kehilangan kuasa yang lebih rendah daripada MOSFET di bawah arus tinggi, terutamanya memberikan output tork yang tinggi, mencerminkan prestasi pecutan keseluruhan kenderaan; Walau bagaimanapun, motor yang digerakkan oleh MOSFET silikon karbida berfungsi lebih dalam keadaan pelayaran, yang meningkatkan kecekapan penggunaan tenaga. Untuk mencapai kedua-dua hujung, dan mempunyai kedua-dua ikan dan kaki beruang.

Ini boleh menjadikan kenderaan mengekalkan julat pelayaran yang sama sambil mengurangkan kapasiti bateri, sekali gus mengurangkan kos bateri, dan membuat beberapa pampasan untuk peningkatan kos yang disebabkan oleh pengenalan peranti kuasa silikon karbida. Pada masa yang sama, pengurangan kapasiti bateri dan peningkatan ketumpatan kuasa penyongsang juga boleh mengurangkan berat kenderaan dan meningkatkan kecekapan penggunaan tenaga keseluruhan kenderaan.

Penafian: Artikel ini diterbitkan semula daripada "Ekosfera Elektronik Automotif Infineon". Artikel ini hanya mewakili pandangan peribadi pengarang, dan tidak mewakili pandangan Sacco Micro dan industri. Ia hanya untuk mencetak semula dan berkongsi untuk menyokong perlindungan hak harta intelek. Sila nyatakan sumber dan pengarang asal semasa mencetak semula. Jika terdapat sebarang pelanggaran, sila hubungi kami untuk memadamkannya.

Tel Syarikat: +86-0755-83044319
Faks/faks:+86-0755-83975897
E-mel: 1615456225@qq.com
SQ: 3518641314 Pengurus Li
QQ: 332496225 Pengurus Qiu
Alamat: Bilik 809, Blok C, Bangunan Teknologi Zhantao, No.1079 Minzhi Avenue, Daerah Baru Longhua, Shenzhen