跟着汽车行业逼迫追求可执续发展，电板电动汽车(BEV)凭借其高收尾和零尾气排放成人故事mp3，缓缓成为行业的焦点。2023年，公共电板电动汽车(BEV)和插电式羼杂能源汽车(PHEV)的销量达到1360万辆，较2022年增长了31%。瞻望未来几年，这一数字将不竭赶快增长。
尽管增长迅猛，但电动车的晋升仍面对一些挑战，举例不菲的资本、较长的充电时候以及有限的续航里程。为支吾这些问题，制造商引入了800V的电动车系统。更高的电压架构概况收场更快的充电速率，权臣镌汰充电时候和资本。
硅的时期尚未收场
自电动汽车大限制晋升的早期阶段以来，碳化硅(SiC)和其他宽禁带(WBG)技巧就被以为是电板电动汽车子系统的梦想弃取。与传统硅材料比较，宽禁带材料具有更高的禁带宽度和击穿电压，可收场更高的电流密度、更高的开关频率以及更低的总损耗。这些上风使得系统沟通师概况在高开关频率应用中收场更高的收尾、更小的体积和更轻的分量。因此，宽广盘考标明，SiC已成为牵引逆变器界限的主流技巧(部分情况下之外)。
但是，硅制造工艺的熟谙性、现存选项的丰富性、更低的资本、更肤浅的栅极驱动形状以及器件的证实性，仍然使硅功率MOSFET和IGBT成为宽禁带技巧的可行替代决策。弃取合适的器件需要沟通师具备高水平的专科才气，而行为供应商，咱们也有包袱提供全面的居品弃取，以得志各式需乞降偏好。
张开剩余80%在低开关频率条目的应用中，导通损耗和热沟通的方便性是关节要素。宽禁带器件固有的高功率密度可能会带来热照顾方面的挑战，而硅IGBT和MOSFET较大的芯单方面积在这些场景中不错更容易收场热照顾。
电动汽车的复杂电路包含多个子系统，其中一些并不需要半导体技巧具备高开关才气。
应用案例
下图1展示了一种通用的电板分派单位(BDU)应用于电动汽车中的示例。
图1
在热照顾子系统中，PTC加热器、预充电回路以及放电回路并不一定需要更高的开关频率。相背，它们需要低导通损耗、高浪涌电流才气以及坚固耐用的半导体器件，以确保高可靠性。
热照顾
与内燃机(ICE)汽车通过废热加热乘客舱不同，电动汽车由于其高效的能量诈骗特质，无法产生充足的废热。因此，电动汽车的热照顾面对以下两个强项需求：
· 电板的温度调理
· 在凉爽环境下为乘客舱加热
在凉爽的环境中，PTC加热器和热泵被用来为电板调理温度以达到最好性能，并同期为乘客舱供暖。图2展示了PTC加热器的典型电路树立。
图2
在这种应用中，IGBT的开关频率频频在几十赫兹到几百赫兹之间。器件的低通态电压降、短路才气以及考究的热性能是关节要素。
放电回路
800V BEV系统中的直流母线电容放电需求
高压电板电动车的强项安全公约条目在以下两种操作场景下对直流母线电容进行放电：
· 正常操作中的关机
· 迫切情况(如碰撞后或检测到严重故障)
这些放电机制是基本的安全功能，旨在镌汰车辆乘客和正经东说念主员遭遇电击的风险，并注目潜在的失火隐患。基于制造商的风险评估，这类应用频频被归类为汽车安全齐备性等第B(ASIL-B)。
在800V BEV架构中，标称电板电压属于电压等第B(60V至1500V)。凭据ISO 6469-4安全限定法令，系统必须在迫切情况下快速镌汰电压。具体来说，在碰撞后车辆住手的5秒内，母线电压必须镌汰并保执在60V DC以下。图3展示了典型的放电回路。
图3
在必要情况下，直流母线电容可通过IGBT放电。通过开启IGBT，电容中的总共能量王人不错通过与IGBT串联的Rdis电阻进行放电。此类应用需要具备高浪涌电流才气的坚固IGBT。
预充电回路
预充电回路常用于电动汽车(如电板照顾系统和车载充电器)，也被平日应用于工业界限(如电源和配电单位)。在电动汽车中，遗弃器不仅负责处理高电容的电气元件，还通过遗弃电机的功率流动，确保电机的空闲高效运行。通过预充电回路中的高压正极和负极战役器，不错安全地绽开或断开电源与电容，从而注目启动时出现过大的浪涌电流。这种预充电机制可遗弃充电流程并确保系统安全，同期在必要时收场元件阻遏。若是莫得预充电回路，战役器闭合时可能发生焊合满足，导致短暂电弧和潜在的损坏。
图4展示了一种预充电回路的拓扑结构。
图4
在该电路中，包含两个高电流、高电压战役器S1和S2，一个孤苦的预充电开关T1，以及一个与负载(如牵引逆变器)并联的直流母线电容C1。率先，两个高电流战役器S1和S2均处于掀开情景，阻遏了高压电板与负载之间的绽开。预充电通过闭合开关T1(1300V A5A IGBT)和高压负极战役器S1运转，使直流母线电容充电至与电板电压相配的水平。在预充电流程完成后，开关T1断开，高压正极战役器S2闭合。由于在闭合高压正极和负极战役器前，直流母线电容依然被充电，因此不会产生权臣的浪涌电流。1300V A5A IGBT具备高浪涌电流才气，因此尽头妥当这种应用。
图5
反差 裸图5展示了Littelfuse公司弃取1300V A5A IGBT的BDU演示板。
回顾
跟着汽车行业转向电动汽车的更高电压架构，硅 IGBT 关于需要较低开关频率和最小传导损耗的应用仍然至关强项。
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