Vanwege de vele uitdagingen waarmee nieuwe energie-elektrische voertuigen tegenwoordig worden geconfronteerd, is de introductie van nieuwe concepten en nieuwe technologieën in de constructie en het ontwerp van nieuwe energie-elektrische voertuigsystemen naar voren gekomen naarmate de tijd dit vereist. Vooral met de voortdurende vooruitgang van de ontwerptechnologie en het fabricageproces van apparaten, zullen halfgeleiderapparaten met een brede bandafstand geleidelijk traditionele halfgeleiderapparaten vervangen, die op grote schaal zullen worden gebruikt in elektronische systemen voor elektrische voertuigen met nieuwe energie en een nieuwe trend worden. Op dit moment zullen alleen de volgende twee actuele onderwerpen worden besproken en uitgelegd.
*De markt voor vermogenselektronica voor elektrische voertuigen (EV), hybride elektrische voertuigen en benzinevoertuigen blijft vandaag groeien. De spanningsvereisten van een typisch hybride elektrisch voertuig (HEV) voedingssysteem variëren bijvoorbeeld van 12V tot 800V, en de stroom kan honderden ampères bereiken. Dientengevolge trekken silicium (Si) en halfgeleiderapparaten met een brede bandafstand, zoals galliumnitride (GaN) en siliciumcarbide (SiC) apparaten, grote belangstelling aan.
De halfgeleider met brede bandafstand verwijst voornamelijk naar een halfgeleidermateriaal waarvan de bandafstand (het energieverschil tussen het laagste punt van de geleidingsband en het hoogste punt van de valentieband) groter is dan 2,2 eV. Halfgeleidermaterialen met brede spleet vertegenwoordigd door GaN en SiC hebben de kenmerken van een hoge doorslagsterkte van het elektrische veld, hoge afsnijfrequentie, hoge thermische geleidbaarheid, hoge junctietemperatuur, goede thermische stabiliteit en sterke stralingsweerstand. Vergeleken met processen met silicium (Si) en galliumarsenide (GaAs), bieden SiC- of GaN-apparaten met brede bandafstand een hogere efficiëntie, schakelfrequentie, bedrijfstemperatuur en bedrijfsspanning, waardoor problemen met stroomconversie worden opgelost. Daarom is het onvermijdelijk dat halfgeleiderapparaten met een brede bandafstand geleidelijk traditionele halfgeleiderapparaten zullen vervangen.
Op dit moment is het uiterlijk van elektrische voertuigen meestal volledig hybride elektrisch voertuig (FHEV), plug-in hybride elektrisch voertuig (PHEV) en mild hybride elektrisch voertuig (MHEV).
Ter vergelijking: gewone auto's hebben 600 MOSFET's, high-end auto's hebben 100 MOSFET's en 48V lichte hybride auto's hebben 400 MOSFET's. Het silicium MOSFET-apparaat lost het probleem van hoogspanning en kosten op. Na het probleem van overspanningsonbalans te hebben opgelost, creëren laagspannings-halfgeleiderapparaten in serieconfiguratie een effectieve oplossing voor het stroomconversiesysteem en lossen ze ook de kosten- en efficiëntieproblemen op. In het bijzonder is het 48V-batterijsysteem bestand tegen dump-transiënten met een hoge ingangsspanning, terwijl het werkt met een lage elektromagnetische interferentie (EMI), een lage inschakelduur en een hoog rendement.
* Vanuit het oogpunt van energiebesparing en energie-efficiëntie is het thermisch beheer van nieuwe energie-elektrische voertuigen een ander hot topic. Dit komt omdat de energiedichtheid van de batterij niet zo hoog is als die van benzine, er zijn vereisten voor de temperatuur van de werkomgeving en het systeem moet zoveel mogelijk worden geoptimaliseerd. De warmtegerelateerde componenten van een nieuw energievoertuig kunnen worden onderverdeeld in drie delen, namelijk de motor- en vermogenselektronica, de vermogensbatterij en de cockpit. Deze componenten hebben zowel verwarmings- als koelingseisen. Als je berekent dat er voor elke 100 kilometer 24 kilowattuur elektriciteit nodig is, wordt ongeveer 20% van de warmte gebruikt voor warmteafvoer. Op basis van een schatting van 16.000 kilometer per jaar wordt over 10 jaar bijna 7680 kilowattuur elektriciteit gebruikt voor warmteverbruik, wat zich vertaalt in een verspilling van bijna 15.000 tot 20.000 yuan. Daarom moet het uitgangspunt zijn om de kostenbalans in het thermische systeembeheer op het niveau van het hele systeem te vinden, na te denken over het ontwerp van het systeemschema en de definitie van toekomstige strategieën.
Dienovereenkomstig zal dit artikel een mild hybride elektrisch voertuig (MHEV) als voorbeeld nemen, de toepassingskenmerken van het 48V MHEV-systeem, inclusief het gebruik van een standaard silicium-buck-converter MOSFET-circuit in 48V MHEV, inclusief vermogenselektronica voor auto's vereist een lage EMI, parallelle MOSFET, extra 48V-systeem en 48V-batterij, 48V front-end buck-converter en andere toepassingsproblemen, en nieuwe energie elektrische voertuig thermische regeling elektrische aandrijving en ontwerp van het ontwerp van het stroomapparaat twee belangrijke kwesties voor discussie en analyse.
