Yeni enerji araçlarının güç kaynağı sistemi ve güç sürücüsü hakkında konuşun

Yasal Uyarı: Bu makale "Dashengtang Electronics"ten alınmıştır. Bu makale yalnızca yazarın kişisel görüşlerini temsil eder ve Sakewei'nin ve sektörün görüşlerini temsil etmez. Fikri mülkiyet haklarının korunmasını desteklemek amacıyla yalnızca yeniden basılması ve paylaşılması içindir. Lütfen yeniden basarken orijinal kaynağı ve yazarını belirtin. Herhangi bir ihlal varsa, silmek için lütfen bizimle iletişime geçin.

Otomobil güç sisteminin elektrifikasyonu ve elektrifikasyonu, ulaşım alanında karbon nötrlüğü sağlamanın tek yoludur. Dünyanın ilk otomobil yarı iletken teknolojisi şirketi olan Infineon, "sıfır emisyona ulaşılacağı" görüşüne sıkı sıkıya inanıyor ve bu hedefin erken gerçekleştirilmesini desteklemeye kararlı.

Burada "elektrifikasyon", geleneksel içten yanmalı motorların çeşitli modlarının elektrik motorlarıyla bir arada bulunduğu hibrit güç sistemini ifade ederken, "elektrifikasyon", geleneksel içten yanmalı motorlardan tamamen kurtulan elektrikli tahrikli güç sistemini ifade ediyor.Otomobillerin "elektrifikasyonu" ve "elektrifikasyonu" sürecinde, çeşitli ülke ve bölgelerin yanı sıra çeşitli otomobil üreticilerinin de seçtiği yollar benzer, ancak tüm yollar aynı hedefe çıkıyor. Buna hem 48V gibi mikro hibrit sistemler hem de tam hibrit ve fişli hibrit sistemler dahildir. Enerji taşıyıcısı olarak lityum iyon pilleri kullanan saf elektrikli araçları ve enerji kaynağı olarak hidrojeni kullanan yakıt hücreli araçları içerir.

Hepimizin bildiği gibi bir sistem beş bölüme ayrılabilir: algı, hesaplama, yürütme, iletişim ve güç kaynağı.Bu bildiride, bu beş bölümde güç temini ve yürütülmesi gibi iki konu hakkında bazı kişisel görüş ve düşünceler ortaya konacaktır..

yaniAraç güç kaynağı sistemindeki güç kaynağı voltajı izi

Şu anda binek araçlarda görebildiklerimiz 12V, 48V ve yüksek gerilim (400V/800V) güç kaynağı sistemleridir.Geleneksel içten yanmalı motorlu binek otomobillerde her zaman 12V güç kaynağı kullanılmakta olup buna karşılık gelen yarı iletken ürünler de pazarın büyük bir bölümünü işgal etmektedir. Bazı uluslararası yetkili kuruluşların tahmin bilgilerine göre, yalnızca içten yanmalı motorlarla çalışan otomobiller 2030 yılı civarında piyasadan çekilecek. Bununla birlikte, 12V sisteminin olgun parça tedarik zincirinin ölçek avantajı ve bu sistemin uygulamasına uygun yarı iletken ürünlerin nispeten düşük maliyet avantajı göz önüne alındığında, 12V güç kaynağı rayının uzun süre var olması gerekmektedir. O zaman, DC-DC geleneksel 12V alternatörün yerini tamamen alacak ve 12V sistemde akü şarjı ve yük güç kaynağı için güç kaynağı haline gelecek ve bu da 12V güç kaynağı sisteminin özelliklerinde yük atma gibi bazı değişikliklere yol açacaktır.
İlgili güç kaynağı standardı olarak buna göre ayarlanabilir.Güvenli bir voltaj sınıfı olarak 48V, daha düşük yalıtım derecesi gereklilikleri ve diğer faktörlerden dolayı hibrit güç sisteminde belirli bir maliyet avantajına sahiptir. 48V sisteminde tedarik zincirinin iyileştirilmesiyle büyük ölçekli üretimin maliyeti azalır. Aynı zamanda farklı yüksek voltajlı araçlarda bazı parçaların standartlaştırılması, tedarikçilerin ve araç üreticilerinin parça yönetimi maliyetlerini azaltmalarına yardımcı olur. Bu sayede 48V güç kaynağı rayı sadece mikro hibrit sistemli araçlarda değil, aynı zamanda yüksek gerilim sistemli yeni enerji araçlarında da tanıtılabilir, böylece bazı orta güçteki yüklerde (örneğin 1kW ile 10kW arası) 48V güç kaynağı sisteminde çalışabilir, böylece yüksek voltajı (400V/800V) 48V'a dönüştüren DC-DC dönüştürücü uygulamasına parlak bir görünüm kazandırır.

Üç ray (HV, 48V, 12V) aynı araçta bir arada bulunduğundan, tüm aracın mimarisi, işlevsel güvenliği ve maliyeti göz önüne alındığında, güç kaynağı ağ topolojisinin merkezi voltaj dönüşümü mü yoksa dağıtılmış voltaj dönüşümü mü kullandığı tasarımına bağlı olacaktır. tüm araç fabrikası ve DC-DC'nin güç seviyesi ve fonksiyonel güvenlik seviyesi de farklı gereksinimlere sahip olacaktır.

   

II."İnfaz" hakkında

Yukarıda belirtildiği gibi, güç kaynağı voltajının üç rayının bir arada bulunması, farklı gerilim rayları altındaki aktüatörler için farklı gereksinimlere, yani yarı iletken güç cihazları için farklı gereksinimlere yol açar. Farklı voltaj rayları, yarı iletken güç cihazları için farklı dayanım voltajı seviyeleri gerektirir. Farklı uygulamalar, güç cihazları için farklı sürüş akımları ve farklı anahtarlama frekansları gerektirir.

48V voltaj yolu, 1kW'tan 10kW'a kadar güç seviyelerinin uygulanmasına yoğunlaşır. Bunlar arasında DC-DC ve motor invertör çoğunluktadır. Dayanım voltajı ve güç seviyesi göz önüne alındığında silikon bazlı MOSFET ve GaN'ın ana savaş alanı budur. Ancak şu anda GaN'ın otomotiv elektroniğinde uygulanması biraz zaman alacak.

Aşağıdaki şekil referans olarak silikon, silikon karbür ve galyum nitrür güç cihazlarının ilgili bazı uygulama alanlarını göstermektedir.

Yüksek gerilim hattında kullanılan güç cihazlarına gelince, şu anda en sıcak konu silisyum karbürdür (SiC). Silisyum karbür güç cihazları, sistemin daha yüksek voltaj ve daha yüksek frekansta çalışabilmesi için düşük anahtarlama kaybı, yüksek dayanım voltajı, yüksek çalışma sıcaklığı ve yüksek ısı dağıtma kapasitesi avantajlarına sahiptir, böylece pasif bileşenlerin hacmi azaltılarak güç kaybı azaltılır. Sistemin güç yoğunluğunun iyileştirilmesi ve sistemin güç yoğunluğunun iyileştirilmesi. Ancak diğer taraftan silisyum karbürden yapılan mevcut cihazların silisyumdan yapılanlara göre bazı dezavantajları da bulunmaktadır. Kapsamlı sonuçlara dayanarak, silikon ve silisyum karbür güç cihazlarının gelecekte uzun bir süre bir arada var olacağına ve kendi alanlarındaki güçlü yönlerini tam olarak ortaya koyacaklarına inanıyoruz.

Infineon'un analiz ve test bilgilerine göre, silisyum karbür cihazların kullanıldığı güç sistemi, aynı güç seviyesinde silikon cihazların kullanıldığı güç sistemi ile karşılaştırıldığında motor sürüşü sırasındaki güç kaybının azaltılması ve güç kaybının azaltılması da dahil olmak üzere güç kaybını yaklaşık %7.6 oranında azaltabilmektedir. Motor enerjisinin geri kazanılması sırasında güç kaybının azaltılması.

Aşağıdaki şekil, silikon bazlı IGBT ve silikon karbür MOSFET kullanılan bir motorun farklı dönme hızları ve torklarında güç cihazı güç tüketimi farkının deneysel veri kümesinin karşılaştırılmasıdır. Motor devri 2667 d/d ve çıkış torku 553.3 Nm olduğunda, silisyum esaslı IGBT'nin güç tüketiminin silisyum karbür MOSFET'e göre yaklaşık %13 daha az olduğu görülmektedir.

Buradan, aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi, silikon bazlı IGBT ve silikon karbür MSOFET'in invertör sürüşündeki uygulama senaryolarını kabaca çıkarabiliriz:

Silikon bazlı IBGT ve silikon karbür MOSFET tarafından paylaşılan "Hibrit" şemanın benimsenmesi, her birinin kendi avantajlarından tam olarak yararlanmasını sağlayabilir ve birbirlerinin güçlü noktalarından öğrenebilir. Silikon bazlı IGBT ile tahrik edilen motor, yüksek akım altında MOSFET'e kıyasla daha düşük güç kaybı avantajını tam olarak kullanabilir, esas olarak yüksek tork çıkışı sağlayarak tüm aracın hızlanma performansını yansıtır; Ancak silisyum karbür MOSFET tarafından tahrik edilen motor seyir halindeyken daha fazla çalışır, bu da enerji kullanım verimliliğini artırır. Her iki amaca da ulaşmak için, hem balığın hem de ayının pençesine sahip olun.

Bu, akü kapasitesini azaltırken aracın aynı seyir menzilini korumasını sağlayabilir, böylece akü maliyetini düşürür ve silisyum karbür güç cihazlarının piyasaya sürülmesinin neden olduğu maliyet artışını bir miktar telafi edebilir. Aynı zamanda akü kapasitesinin azaltılması ve invertör güç yoğunluğunun arttırılması da aracın ağırlığını azaltabilir ve tüm aracın enerji kullanım verimliliğini artırabilir.

Yasal Uyarı: Bu makale "Infineon Automotive Electronics Ecosfer"den kopyalanmıştır. Bu makale yalnızca yazarın kişisel görüşlerini temsil eder ve Sacco Micro ve sektörün görüşlerini temsil etmez. Fikri mülkiyet haklarının korunmasını desteklemek amacıyla yalnızca yeniden basılması ve paylaşılması içindir. Lütfen yeniden basarken orijinal kaynağı ve yazarını belirtin. Herhangi bir ihlal varsa, silmek için lütfen bizimle iletişime geçin.

Şirket Tel: +86-0755-83044319
Faks/faks:+86-0755-83975897
E-posta: 1615456225@qq.com
QQ: 3518641314 Yönetici Li
QQ: 332496225 Yönetici Qiu
Adres: Oda 809, Blok C, Zhantao Teknoloji Binası, No.1079 Minzhi Bulvarı, Longhua Yeni Bölgesi, Shenzhen