重點(diǎn)講解電動(dòng)汽車的高效電源管理

電動(dòng)汽車的高效電源管理現(xiàn)在，電動(dòng)汽車因其在質(zhì)量、 功能簡(jiǎn)單性，以及能源效率方面的環(huán)保特性而變得流行起來(lái)。功能推力由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，與內(nèi)燃機(jī)相比，電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。關(guān)于能源效率，燃燒汽車與電動(dòng)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(dòng)汽車的能源效率為 851。推進(jìn)的電氣性質(zhì)比基于燃燒的性質(zhì)更具優(yōu)勢(shì)——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(zhǎng)車輛本身的運(yùn)行時(shí)間。因此，能量收集技術(shù)是電動(dòng)汽車研究和開發(fā)方案的前景。電動(dòng)汽車的自主性直接反映了其動(dòng)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(dá)到數(shù)百千瓦功率的強(qiáng)大的快速充電系統(tǒng)，以符合嚴(yán)格預(yù)先設(shè)定的尺寸和效率限制。 通過(guò)其特定的物理性能， 碳化硅(SiC)可以有效地應(yīng)對(duì)這些新的市場(chǎng)需求。在混合動(dòng)力和電動(dòng)汽車中，領(lǐng)先的電子電源系統(tǒng)是 DC/DCODDDOODC/AC逆變器。為電動(dòng)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(dǎo)體。碳化硅功能強(qiáng)大如今，自主性和較長(zhǎng)的充電時(shí)間已成為電動(dòng)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(shí)間內(nèi)進(jìn)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(dòng)汽車口 EV1或插電式混合動(dòng)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(dāng)今的 OBC必須具有盡可能高的效率和可靠性，以確?？焖俪潆姴M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(dāng)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(shí)現(xiàn)有關(guān)功率密度和系統(tǒng)效率的宏偉目標(biāo)，必須使用SiC晶體管和二極管。高硬度SiC襯底的出色電場(chǎng)強(qiáng)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(dá)到厚度的十分之一。電池的趨勢(shì)是增加容量，并且此功能與較短的充電時(shí)間有關(guān)。反過(guò)

來(lái)，這需要具有高功率和效率（例如11來(lái)，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(dǎo)體（ STMicroelectronics）還擁有各種符合AEC-Q101標(biāo)準(zhǔn)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(shí)現(xiàn)這些要求苛刻的轉(zhuǎn)換器提供可擴(kuò)展，經(jīng)濟(jì)高效和節(jié)能的解決方案（圖 2）。

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lam&EcTtni在未來(lái)十年內(nèi)，預(yù)計(jì)將有數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的電池驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車出現(xiàn)在道路上，這對(duì)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(kuò)展，平衡網(wǎng)絡(luò)的需求也在不斷增加。當(dāng)汽車電池通過(guò)家用充電墻盒或公司或公共充電站連接到網(wǎng)絡(luò)時(shí)，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(shí)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(guò)網(wǎng)絡(luò)（向電池）的回收。實(shí)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(dòng)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(shí)，平衡供需關(guān)系至關(guān)重要。無(wú)線充電得益于位于車庫(kù)或公共停車場(chǎng)的充電點(diǎn)，令人興奮的領(lǐng)域是電動(dòng)汽車的無(wú)線充電。充電點(diǎn)不一定必須與汽車下方的接收器精確對(duì)準(zhǔn)。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)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(zhǎng)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(guó)家和地方行政級(jí)別上遇到的困難數(shù)量。為了使 V2G技術(shù)能夠不間斷地運(yùn)行，提供網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定的優(yōu)勢(shì)并允許車輛充當(dāng)發(fā)電機(jī)和數(shù)據(jù)源，無(wú)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(wú)線充電允許電動(dòng)汽車，無(wú)論類型或大小，都可以通過(guò)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(lái)自動(dòng)安全地充電。無(wú)線電源將使車輛能夠自動(dòng)充電并實(shí)施 V2G技術(shù)，從而不斷地進(jìn)行激勵(lì)和衰減，而無(wú)需人工干預(yù)（圖 4）。圖4t電動(dòng)汽車的無(wú)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(dǎo)體技術(shù)和快速充電站，將有助于加速電動(dòng)汽車的普及。隨著全球?qū)﹄妱?dòng)汽車的需求增加，支持充電基礎(chǔ)設(shè)施的需求也會(huì)增加。電動(dòng)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(jìn)電動(dòng)汽車的普及，并為實(shí)現(xiàn)減少碳排放的目標(biāo)做出了很多貢獻(xiàn)。電動(dòng)汽車的功率電子器件富含 SiC功率器件