Tuyên bố miễn trừ trách nhiệm: Bài viết này được sao chép từ "Dashengtang Electronics". Bài viết này chỉ thể hiện quan điểm cá nhân của tác giả chứ không thể hiện quan điểm của Sakewei và ngành. Nó chỉ dành cho việc in lại và chia sẻ để hỗ trợ việc bảo vệ quyền sở hữu trí tuệ. Vui lòng ghi rõ nguồn và tác giả khi tái bản. Nếu có vi phạm vui lòng liên hệ với chúng tôi để xóa.

Điện khí hóa và điện khí hóa hệ thống điện ô tô là cách duy nhất để đạt được mức độ trung hòa carbon trong lĩnh vực giao thông vận tải. Là công ty công nghệ bán dẫn ô tô đầu tiên trên thế giới, Infineon tin tưởng chắc chắn vào quan điểm "sẽ đạt được mức phát thải bằng không" và cam kết thúc đẩy việc sớm hiện thực hóa mục tiêu này.

Ở đây, "điện khí hóa" dùng để chỉ hệ thống năng lượng hybrid trong đó các chế độ khác nhau của động cơ đốt trong truyền thống cùng tồn tại với động cơ điện, trong khi "điện khí hóa" dùng để chỉ hệ thống truyền động điện loại bỏ hoàn toàn động cơ đốt trong truyền thống.Trong quá trình "điện khí hóa" và "điện khí hóa" ô tô, những con đường được các quốc gia và khu vực cũng như các nhà sản xuất ô tô khác nhau lựa chọn là giống nhau, nhưng mọi con đường đều dẫn đến cùng một mục tiêu. Điều này bao gồm cả hệ thống micro-hybrid như 48V và hệ thống hybrid hoàn toàn và plug-in hybrid. Nó bao gồm cả xe điện thuần túy sử dụng pin lithium-ion làm chất mang năng lượng và xe chạy pin nhiên liệu sử dụng hydro làm nguồn năng lượng.

Như chúng ta đã biết, một hệ thống có thể được tóm tắt thành năm phần: nhận thức, tính toán, thực thi, giao tiếp và cung cấp năng lượng.Bài viết này sẽ đưa ra một số quan điểm và suy nghĩ cá nhân về hai chủ đề cung cấp điện và thi hành trong năm phần này..

一 、Theo dõi điện áp nguồn điện trong hệ thống cấp điện của xe

Hiện nay, những gì chúng ta có thể thấy trên ô tô du lịch là hệ thống cấp điện 12V, 48V và điện áp cao (400V/800V).Trong ô tô chở khách động cơ đốt trong truyền thống, nguồn điện 12V luôn được sử dụng và các sản phẩm bán dẫn tương ứng cũng chiếm một phần lớn trên thị trường. Theo thông tin dự báo của một số tổ chức quốc tế có uy tín, ô tô chạy hoàn toàn bằng động cơ đốt trong sẽ rút khỏi thị trường vào khoảng năm 2030. Tuy nhiên, xét đến lợi thế quy mô của chuỗi cung ứng linh kiện trưởng thành của hệ thống 12V và lợi thế chi phí tương đối thấp của các sản phẩm bán dẫn phù hợp với ứng dụng của hệ thống này, đường ray cấp điện 12V sẽ tồn tại lâu dài. Khi đó, DC-DC sẽ thay thế hoàn toàn máy phát điện 12V truyền thống và trở thành nguồn điện để sạc ắc quy và cung cấp điện cho phụ tải trong hệ thống 12V, điều này sẽ gây ra một số thay đổi về đặc tính của hệ thống điện 12V, chẳng hạn như sa thải phụ tải.
Theo tiêu chuẩn cung cấp điện tương ứng, nó có thể được điều chỉnh cho phù hợp.48V, là loại điện áp an toàn, có lợi thế nhất định về mặt chi phí trong hệ thống điện hybrid do yêu cầu cấp cách điện thấp hơn và các yếu tố khác. Với sự cải tiến của chuỗi cung ứng trong hệ thống 48V, chi phí sản xuất quy mô lớn sẽ giảm. Đồng thời, việc tiêu chuẩn hóa một số bộ phận trên các loại xe điện cao thế khác nhau giúp các nhà cung cấp và nhà sản xuất xe giảm chi phí quản lý phụ tùng. Bằng cách này, đường ray cung cấp điện 48V có thể được giới thiệu không chỉ trên các phương tiện có hệ thống micro-hybrid mà còn trên các phương tiện sử dụng năng lượng mới có hệ thống điện áp cao, do đó một số phụ tải công suất trung bình (ví dụ: từ 1kW đến 10kW) có thể chạy trong hệ thống cấp điện 48V, mang lại diện mạo sáng sủa cho ứng dụng bộ chuyển đổi DC-DC chuyển đổi điện áp cao (400V/800V) thành 48V.

Vì ba đường ray (HV, 48V, 12V) cùng tồn tại trong cùng một phương tiện, nên xét đến kiến trúc, chức năng an toàn và chi phí của toàn bộ phương tiện, cấu trúc liên kết mạng lưới cấp điện sử dụng chuyển đổi điện áp tập trung hay chuyển đổi điện áp phân tán sẽ phụ thuộc vào thiết kế của toàn bộ nhà máy ô tô, mức công suất và mức độ an toàn chức năng của DC-DC cũng sẽ có những yêu cầu khác nhau.

   

Thứ hai,Tin tức về "thực thi"

Như đã đề cập ở trên, sự cùng tồn tại của ba đường ray điện áp nguồn dẫn đến các yêu cầu khác nhau đối với bộ truyền động dưới các đường ray điện áp khác nhau, tức là các yêu cầu khác nhau đối với các thiết bị nguồn bán dẫn. Các đường ray điện áp khác nhau yêu cầu mức điện áp chịu đựng khác nhau cho các thiết bị nguồn bán dẫn. Các ứng dụng khác nhau yêu cầu dòng điện điều khiển khác nhau và tần số chuyển mạch khác nhau cho các thiết bị nguồn.

Đường điện áp 48V tập trung ứng dụng các mức công suất từ 1kW đến 10kW. Trong số đó, DC-DC và động cơ biến tần chiếm đa số. Xem xét mức điện áp và công suất chịu được, đây là chiến trường chính của MOSFET và GaN dựa trên silicon. Tuy nhiên, hiện tại, sẽ phải mất một thời gian nữa để GaN có thể được áp dụng trong điện tử ô tô.

Hình dưới đây cho thấy một số lĩnh vực ứng dụng tương ứng của thiết bị năng lượng silicon, silicon cacbua và gallium nitride để tham khảo.

Đối với các thiết bị điện dùng trong đường ray cao thế, chủ đề nóng nhất hiện nay là silicon cacbua (SiC). Các thiết bị nguồn cacbua silic có ưu điểm là tổn thất chuyển mạch thấp, điện áp chịu được cao, nhiệt độ làm việc cao và khả năng tản nhiệt cao, giúp hệ thống có thể hoạt động ở điện áp cao hơn và tần số cao hơn, do đó giảm thể tích của các bộ phận thụ động, giảm tổn thất điện năng của hệ thống và cải thiện mật độ năng lượng của hệ thống. Tuy nhiên, mặt khác, các thiết bị làm bằng cacbua silic hiện nay có một số nhược điểm so với các thiết bị làm bằng silicon. Dựa trên các kết quả toàn diện, chúng tôi tin rằng các thiết bị năng lượng silicon và cacbua silic sẽ cùng tồn tại trong tương lai trong một thời gian khá dài, phát huy tối đa thế mạnh tương ứng trong các lĩnh vực tương ứng của chúng.

Theo thông tin phân tích và thử nghiệm của Infineon, hệ thống điện sử dụng thiết bị silicon cacbua có thể giảm tổn thất điện năng khoảng 7.6% so với hệ thống điện sử dụng thiết bị silicon ở cùng mức công suất, bao gồm cả việc giảm tổn thất điện năng khi truyền động động cơ và giảm tổn thất điện năng trong quá trình phục hồi năng lượng động cơ.

Hình sau đây là sự so sánh một tập hợp dữ liệu thực nghiệm về sự khác biệt trong mức tiêu thụ điện năng của thiết bị điện khi động cơ sử dụng IGBT gốc silicon và MOSFET silicon carbide ở các tốc độ quay và mô-men xoắn khác nhau. Có thể thấy rằng khi tốc độ động cơ là 2667 vòng/phút và mô-men xoắn đầu ra là 553.3Nm thì mức tiêu thụ điện năng của IGBT gốc silicon ít hơn khoảng 13% so với MOSFET silicon carbide.

Từ đó, chúng ta có thể rút ra được sơ bộ các kịch bản ứng dụng của IGBT nền silicon và MSOFET silicon carbide trong biến tần điều khiển, như thể hiện trong hình sau:

Việc áp dụng sơ đồ "Hybrid" được chia sẻ bởi IBGT dựa trên silicon và MOSFET cacbua silicon có thể phát huy tối đa lợi thế tương ứng của chúng và học hỏi từ những điểm mạnh của nhau. Động cơ được dẫn động bằng IGBT nền silicon có thể phát huy tối đa lợi thế về tổn thất công suất thấp hơn MOSFET dưới dòng điện cao, chủ yếu cung cấp mô-men xoắn cao, phản ánh hiệu suất tăng tốc của toàn bộ xe; Tuy nhiên, động cơ được điều khiển bởi MOSFET silicon cacbua hoạt động hiệu quả hơn trong điều kiện di chuyển, giúp cải thiện hiệu quả sử dụng năng lượng. Để đạt được cả hai mục đích, vừa có cả cá lẫn chân gấu.

Điều này có thể làm cho phương tiện giữ nguyên phạm vi hành trình trong khi giảm dung lượng pin, do đó giảm chi phí pin và bù đắp phần nào cho việc tăng chi phí do sử dụng các thiết bị năng lượng cacbua silic. Đồng thời, việc giảm dung lượng pin và tăng mật độ nguồn biến tần cũng có thể giảm trọng lượng của xe và nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng của toàn bộ xe.

Tuyên bố miễn trừ trách nhiệm: Bài viết này được sao chép từ "Hệ sinh thái điện tử ô tô Infineon". Bài viết này chỉ thể hiện quan điểm cá nhân của tác giả, không thể hiện quan điểm của Sacco Micro và ngành. Nó chỉ dành cho việc in lại và chia sẻ để hỗ trợ việc bảo vệ quyền sở hữu trí tuệ. Vui lòng ghi rõ nguồn và tác giả khi tái bản. Nếu có vi phạm vui lòng liên hệ với chúng tôi để xóa.

Điện thoại công ty: +86-0755-83044319
Fax/fax:+86-0755-83975897
Email: 1615456225@qq.com
QQ: 3518641314 Quản lý Li
QQ: 332496225 Quản lý Qiu
Địa chỉ: Phòng 809, Khu C, Tòa nhà Công nghệ Zhantao, Số 1079 Đại lộ Minzhi, Quận Mới Long Hoa, Thâm Quyến