新兴的电动汽车行业和 电力电子 世界之间的界限正变得越来越模糊,而这一点在电力行业是普遍现象。
以下这五个例子主要说明了这两个领域之间的联系正在进一步加强
一、通用汽车与模拟设备合作进行电动汽车无线电池管理
通用汽车选择模拟设备的无线电池管理系统 (wBMS) 将在通用汽车的 Ultium 电池平台上使用。展望未来, Ultium 将在通用汽车的整个电动汽车车队中占据显著地位。
电动汽车电池不只是一个单元,而是一个由许多独立的电池组成的系统,这些电池必须连接在一起才能为汽车提供动力。随着使用,每个细胞都会 “老化”,并对充电和放电产生不同的反应。一个电池管理系统必须确保每个电池的发展概况是适当的迎合,如果电池作为一个整体是安全和有效的功能。
模拟设备 (ADI) wbm 的不同之处在于,正如标题所述,它是无线的。正如在 EE Power 上所指出的那样,它类似于私人家庭中的 WiFi ,消除了对无休止运行的以太网电缆的需要,否则就需要将互联网接入到任何需要的地方。
ADI 的 wBMS 总经理 Mike Kultgen 表示 : “ BMS 会持续监控电池,随着时间、温度和操作条件的变化,提供可靠的测量精度。它知道每一刻发生了什么,并且 100% 依赖 ADI 芯片接收到的信息。”
wBMS 消除了如此多的布线,作为一个整体,电池组可能会少占 15% 的空间,这是任何车辆系统成功的关键指标。
通用汽车和 ADI 都是各自领域的巨头,这使得这次合作非常值得注意。消除麻烦的布线将提高汽车的整体可靠性,而这种应用的成功无疑将为整个电力行业树立一个标准。
二、 ON Semiconductor 的电动汽车辅助电源线路
有人说,电动汽车本质上就是带轮子的电脑。当考虑到电力输送系统时,这种类比得到了加强。现代计算机系统通常采用全系统范围的主母线电压,并采用一系列 DC/DC 转换器,以在当地需要时提供适当的电压和功率。
ON Semiconductor 已经推出了两种工作在 250 至 900 VDC 的电源,使它们适用于电动汽车使用的 400 和 800 VDC 系统。如 EEPower 中报道的,这些包括基于 sic 的 SECO − HVDCDC1362 − 15W15V − GEVB 和 SECO − HVDCDC1362 − 40W15V − GEVB 。前者提供 15 瓦的 15 伏电压,后者提供 40 瓦的 15 伏电压。两者都提供 4kV 的隔离。
该公司还提供了额外的一对电源,工作从 6 到 18 VDC 轨。
SECO − LVDCDC3064 − IGBT − GEVB 是 +15/-7.5/+7.5 伏隔离 IGBT 栅极驱动电源,而 SECO − LVDCDC3064 − SiC -GEVB 是 +20/-5/+5 伏隔离 SiC 栅极驱动电源。
SiC 正在席卷电动汽车系统,就像电子行业的其他行业一样,通过这些半导体上的新设备, SiC 在这个快速发展的宇宙中巩固了自己的地位。
三、快板新组合的汽车大门驱动器
allegro gate 工程师的设计与无处不在的 48 伏电动汽车轨道,还有新设备的硬度为 AEC-Q100 等级 0(-40 至 +150 ℃ ) ,让汽车能在非常恶劣的环境下行驶。
正如 Allegro 产品线总监史蒂夫•卢茨所言,“ 48V 的优势显而易见。他接着说,“随着电动汽车 (EV) 市场的迅速扩张,我们的 48V 产品组合也在迅速扩张。”
如 EEPower 所述,“ AMT49100 和 AMT49101 是 80V n 通道功率驱动器件,能够控制连接在三相桥式结构中的 mosfet ,是专为 48V 汽车应用而设计的
AMT49502 和 A89503 是用于 无刷直流电机 和电刷直流电机、执行器和螺线管的半桥栅极驱动器。它可以工作在 12 伏和 48 伏的系统。
A89500 是半桥 n 通道 MOSFET 门驱动。除了 48 伏的总线外,这个单元还兼容 12 伏的系统。
四、大众与恩智浦在电动汽车平台合作
据《 EEPower 》报道,大众采用了 NXP 的电池管理系统 (BMS) 来指导其 MEB 平台的锂离子电池 (LiB) 动力系统。 MEB 注定将在大众电动汽车的未来中扮演核心角色。
(大众的 MEB 底盘。图片由大众视频提供)
“作为大众电动汽车第一波计划的一部分,到 2029 年,我们将向市场推出多达 75 款全电动汽车,”大众汽车能源供应和高压系统开发主管 Holger Manz 博士表示。“整合一个功能安全、可跨多种车型扩展的电池管理系统,可以更容易地实现电池的全部能量潜力,优化续航里程,并延长电池寿命。”
截至 10 月,恩智浦报告称,“ 20 家领先的汽车制造商中有 16 家”选择了恩智浦 BMS 解决方案。毫无疑问,行业观察人士将乐于目睹这场标准之战的上演。
五、 TI 的 GaN FET 驱动程序用于汽车应用
节省空间和重量,以及减少 BOM 的数量对电动汽车至关重要。认识到这一必要性, TI 公司推出了 LMG342xR030 和 LMG342xR050 、 650 v 和 600 v 氮化镓场效应晶体管 (fet) ,并将其封装在定制的栅驱动电路中。
主任 Asif Anwar 动力系统 , 身体 , 底盘与安全服务 Strategy Analytics 指出 , ”德州仪器利用十多年投资和发展提供一个独特的整体分析 , 结合内部 GaN-on-Si 设备优化生产和包装 , 如果驱动技术成功实现氮化镓的新应用程序。”
这些装置使工程师能够实现 99% 的功率效率,功率密度是现有解决方案的两倍,还能将功率磁体体积减少 59% 。 TI 报告称,即使与基于 sic 的解决方案相比,这些基于 gan 的解决方案可以使设计人员将 DC/DC 转换器和充电器的尺寸减少 50% 。
碳化硅和氮化镓是电子工业中相互竞争的五弦琴。争论哪个 “更好”就像争论宗教一样危险。但无论哪种情况,对于电动汽车以及整个电力电子行业来说,宽带隙半导体都将成为一个突出的问题。