重點講解電動汽車的高效電源管理

電動汽車的高效電源管理現(xiàn)在，電動汽車因其在質(zhì)量、 功能簡單性，以及能源效率方面的環(huán)保特性而變得流行起來。功能推力由電動機驅(qū)動，與內(nèi)燃機相比，電動機的結(jié)構(gòu)簡單。關(guān)于能源效率，燃燒汽車與電動汽車之間的比較具有象征意義：燃燒汽車的能源效率為 161，而電動汽車的能源效率為 851。推進的電氣性質(zhì)比基于燃燒的性質(zhì)更具優(yōu)勢——再生能源。電力提供了很多靈活性，包括使用各種形式的能量收集，這些能量收集可幫助給電池充電，從而延長車輛本身的運行時間。因此，能量收集技術(shù)是電動汽車研究和開發(fā)方案的前景。電動汽車的自主性直接反映了其動力總成和能源管理系統(tǒng)的效率。此外，同樣需要必要的基礎(chǔ)設(shè)施，例如現(xiàn)在達到數(shù)百千瓦功率的強大的快速充電系統(tǒng)，以符合嚴格預先設(shè)定的尺寸和效率限制。 通過其特定的物理性能， 碳化硅(SiC)可以有效地應(yīng)對這些新的市場需求。在混合動力和電動汽車中，領(lǐng)先的電子電源系統(tǒng)是 DC/DCODDDOODC/AC逆變器。為電動汽車開發(fā)的電子系統(tǒng)范圍從溫度，電流和電壓傳感器到基于 SiCO氮化鎵(GaN)的半導體。碳化硅功能強大如今，自主性和較長的充電時間已成為電動汽車普及的重要障礙。為了快速充電，需要更大的功率才能在更短的時間內(nèi)進行充電。由于車內(nèi)可用空間有限，因此電池充電系統(tǒng)必須提供高功率密度。只有這樣，才有可能將這些系統(tǒng)集成到車輛中。在任何電動汽車口 EV1或插電式混合動力汽車( HEV)的中心，我們都可以找到高壓電池( 200至450VDC)及其充電系統(tǒng)。車載充電器( OBC)提供了從家中或公共或私人充電站中的交流電源為電池充電的方法。從 3.6kW的三口大功率轉(zhuǎn)換器到 22kW的單相，當今的 OBC必須具有盡可能高的效率和可靠性，以確保快速充電并滿足有限的空間和重量要求。所有快速充電系統(tǒng)都需要設(shè)置緊湊而高效的充電站，而當前的SiC電源模塊允許創(chuàng)建具有所需功率密度和效率的系統(tǒng)。為了實現(xiàn)有關(guān)功率密度和系統(tǒng)效率的宏偉目標，必須使用SiC晶體管和二極管。高硬度SiC襯底的出色電場強度允許使用更薄的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。與硅外延層相比，這可以達到厚度的十分之一。電池的趨勢是增加容量，并且此功能與較短的充電時間有關(guān)。反過

來，這需要具有高功率和效率（例如11來，這需要具有高功率和效率（例如11kW和22kW1的OBC。隨著SCT3xHR系列的推出，ROHM現(xiàn)在提供了AEC-Q101合格SiCMOSFET領(lǐng)域中最廣泛的產(chǎn)品線，從而保證了車載充電器和汽車應(yīng)用 DC/DC轉(zhuǎn)換器所需的高可靠性（圖 1）。意法半導體（ STMicroelectronics）還擁有各種符合AEC-Q101標準的MOSFET，硅和碳化硅（ SiC）二極管，以及32位SPC5汽車微控制器，可為實現(xiàn)這些要求苛刻的轉(zhuǎn)換器提供可擴展，經(jīng)濟高效和節(jié)能的解決方案（圖 2）。

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lam&EcTtni在未來十年內(nèi)，預計將有數(shù)以百萬計的電池驅(qū)動電動汽車出現(xiàn)在道路上，這對電網(wǎng)構(gòu)成了巨大挑戰(zhàn)。隨著非可編程可再生資源的生產(chǎn)擴展，平衡網(wǎng)絡(luò)的需求也在不斷增加。當汽車電池通過家用充電墻盒或公司或公共充電站連接到網(wǎng)絡(luò)時，其智能管理就變得極為有吸引力。車載電池可用于為網(wǎng)絡(luò)供電以及取電，具體取決于吸收功率的即時需求。該系統(tǒng)使用遙控器提供車輛中積聚的能量的返回或通過網(wǎng)絡(luò)（向電池）的回收。實現(xiàn)該系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)是雙向功率逆變器，該逆變器在自動側(cè)直接耦合到高壓電池（ 300至500口），在低壓網(wǎng)絡(luò)側(cè)耦合（圖 3）。圖3:車輛到電網(wǎng)（V2G）技術(shù)車輛到電網(wǎng)（ V2G）技術(shù)具有使電網(wǎng)更加平衡和高效的潛力。在電力需求增加的同時，平衡供需關(guān)系至關(guān)重要。無線充電得益于位于車庫或公共停車場的充電點，令人興奮的領(lǐng)域是電動汽車的無線充電。充電點不一定必須與汽車下方的接收器精確對準。從長遠來看，將嘗試開發(fā)一種微型裝載版本，該微型裝載版本可以整合長裝載板和公共道路，從而即

使在行駛中也能裝載EV/HEV使在行駛中也能裝載EV/HEV車輛，但這將取決于在國家和地方行政級別上遇到的困難數(shù)量。為了使 V2G技術(shù)能夠不間斷地運行，提供網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定的優(yōu)勢并允許車輛充當發(fā)電機和數(shù)據(jù)源，無線充電技術(shù)不僅必須結(jié)合到車輛本身中，而且還必須結(jié)合到家庭和城市基礎(chǔ)設(shè)施中。車輛已充電。如果需要，這將使車輛高度可用?；诖殴舱窦夹g(shù)的無線充電允許電動汽車，無論類型或大小，都可以通過使用諸如混凝土和瀝青之類的材料在源極板上放置撓性線圈來自動安全地充電。無線電源將使車輛能夠自動充電并實施 V2G技術(shù)，從而不斷地進行激勵和衰減，而無需人工干預（圖 4）。圖4t電動汽車的無統(tǒng)充電框圖?結(jié)論數(shù)字網(wǎng)絡(luò)功能支持的寬帶半導體技術(shù)和快速充電站，將有助于加速電動汽車的普及。隨著全球?qū)﹄妱悠嚨男枨笤黾?，支持充電基礎(chǔ)設(shè)施的需求也會增加。電動汽車的創(chuàng)新充電技術(shù)可以成為變革的催化劑，有助于促進電動汽車的普及，并為實現(xiàn)減少碳排放的目標做出了很多貢獻。電動汽車的功率電子器件富含 SiC功率器件