오늘날 신에너지 전기자동차가 직면한 많은 도전으로 인해, 신에너지 전기자동차 시스템의 구축 및 설계에 새로운 개념과 신기술의 도입이 시대의 요구에 따라 등장했습니다. 특히 장치 설계 기술 및 제조 공정의 지속적인 발전과 함께 광대역 갭 반도체 장치는 기존의 반도체 장치를 점차적으로 대체할 것이며, 이는 새로운 에너지 차량 전력 전자 시스템에 널리 사용되어 새로운 트렌드가 될 것입니다. 이때 다음 두 가지 핫토픽에 대해서만 논의하고 설명합니다.
*전기 자동차(EV), 하이브리드 전기 자동차 및 가솔린 자동차를 위한 전력 전자 시장은 오늘날에도 계속 성장하고 있습니다. 예를 들어, 일반적인 하이브리드 전기 자동차(HEV) 전력 시스템의 전압 요구 사항은 12V ~ 800V이며 전류는 수백 암페어에 이를 수 있습니다. 이에 따라 질화갈륨(GaN), 탄화규소(SiC) 소자 등 실리콘(Si)과 와이드 밴드갭 반도체 소자에 대한 관심이 높아지고 있다.
와이드 밴드 갭 반도체는 주로 밴드 갭(전도대의 가장 낮은 지점과 가전자대의 가장 높은 지점 사이의 에너지 차이)이 2.2eV보다 큰 반도체 물질을 말합니다. GaN 및 SiC로 대표되는 와이드 갭 반도체 재료는 높은 항복 전계 강도, 높은 차단 주파수, 높은 열 전도성, 높은 접합 온도, 우수한 열 안정성 및 강한 복사 저항의 특성을 가지고 있습니다. 실리콘(Si) 및 갈륨 비소(GaAs) 공정과 비교할 때 광대역 갭 SiC 또는 GaN 장치는 더 높은 효율, 스위칭 주파수, 작동 온도 및 작동 전압을 가져와 전력 변환 문제를 해결합니다. 이것이 광대역 갭 반도체 소자가 점차 전통적인 반도체 소자를 대체하는 것이 불가피한 이유입니다.
현재 전기차의 등장은 일반적으로 풀 하이브리드 전기차(FHEV), 플러그인 하이브리드 전기차(PHEV), 마일드 하이브리드 전기차(MHEV)이다.
비교해보면 일반차는 600개, 고급차는 100개, 48V 라이트하이브리드차는 400개다. 실리콘 MOSFET 장치는 고전압 및 비용 문제를 해결합니다. 과전압 불균형 문제를 해결한 후 직렬 구성의 저전압 전력 반도체 장치는 효과적인 전력 변환 시스템 솔루션을 만들고 비용 및 효율성 문제도 해결합니다. 특히, 48V 배터리 시스템은 낮은 EMI(전자기 간섭), 낮은 듀티 사이클 및 고효율로 작동하면서 높은 입력 전압 로드 덤프 과도 현상을 견딜 수 있습니다.
* 에너지 절약 및 에너지 효율 측면에서 신에너지 전기차의 열관리는 또 다른 화두다. 배터리 에너지 밀도가 가솔린만큼 높지 않고 작업 환경 온도에 대한 요구 사항이 있으며 시스템을 최대한 최적화해야하기 때문입니다. 신에너지 자동차의 열 관련 부품은 모터 및 전력 전자, 전원 배터리 및 조종석의 세 부분으로 나눌 수 있습니다. 이러한 구성 요소에는 가열 및 냉각 요구 사항이 모두 있습니다. 100km마다 24kWh의 전기가 필요하다고 계산하면 열의 약 20%가 열 발산에 사용됩니다. 연간 16,000km를 달리는 것으로 추정하면 10년 동안 거의 7680kWh의 전기가 열 소비에 사용될 것이며 이는 거의 15,000~20,000위안의 낭비로 해석됩니다. 따라서 시작점은 전체 시스템 수준에서 열 시스템 관리의 비용 균형을 찾고 시스템 계획 설계 및 미래 전략의 정의에 대해 생각하는 것입니다.
따라서 이 기사에서는 마일드 하이브리드 전기 자동차(MHEV)를 예로 들어 48V MHEV 시스템 애플리케이션 특성을 포함하여 48V MHEV에서 표준 실리콘 벅 컨버터 MOSFET 회로를 사용하는 방법을 포함합니다. 여기에는 자동차 전력 전자 장치를 포함하여 낮은 EMI, 병렬 MOSFET, 보조 48V 시스템 및 48V 배터리, 48V 프런트 엔드 벅 컨버터 및 기타 애플리케이션 문제, 신에너지 전기 자동차 열 제어 전기 드라이브 및 전원 장치 설계 선택 토론 및 분석을 위한 두 가지 주요 문제.
