Sakarā ar daudzajām problēmām, ar kurām mūsdienās saskaras jauni enerģijas elektriskie transportlīdzekļi, jaunu koncepciju un jaunu tehnoloģiju ieviešana jaunu enerģijas elektrisko transportlīdzekļu sistēmu konstruēšanā un projektēšanā ir parādījusies, kā to prasa laiks. Īpaši nepārtraukti pilnveidojoties ierīču projektēšanas tehnoloģijai un ražošanas procesam, platjoslas pusvadītāju ierīces pakāpeniski aizstās tradicionālās pusvadītāju ierīces, kuras plaši izmantos jaunu enerģijas transportlīdzekļu jaudas elektroniskajās sistēmās un kļūs par jaunu tendenci. Šobrīd tiks apspriestas un izskaidrotas tikai divas tālāk minētās aktuālās tēmas.
*Elektrotransportlīdzekļu (EV), hibrīdelektrisko transportlīdzekļu un benzīna transportlīdzekļu jaudas elektronikas tirgus šodien turpina augt. Piemēram, tipiskas hibrīda elektriskā transportlīdzekļa (HEV) energosistēmas sprieguma prasības svārstās no 12 V līdz 800 V, un strāva var sasniegt simtiem ampēru. Tā rezultātā lielu interesi izraisa silīcija (Si) un platjoslas pusvadītāju ierīces, piemēram, gallija nitrīda (GaN) un silīcija karbīda (SiC) ierīces.
Platjoslas spraugas pusvadītājs galvenokārt attiecas uz pusvadītāju materiālu, kura joslas sprauga (enerģijas starpība starp vadītspējas joslas zemāko punktu un valences joslas augstāko punktu) ir lielāka par 2,2 eV. Plašas spraugas pusvadītāju materiāliem, ko pārstāv GaN un SiC, ir augsta pārrāvuma elektriskā lauka intensitāte, augsta atslēgšanās frekvence, augsta siltumvadītspēja, augsta savienojuma temperatūra, laba termiskā stabilitāte un spēcīga starojuma pretestība. Salīdzinot ar silīcija (Si) un gallija arsenīda (GaAs) procesiem, platjoslas spraugas SiC vai GaN ierīces nodrošina augstāku efektivitāti, pārslēgšanas frekvenci, darba temperatūru un darba spriegumu, tādējādi atrisinot jaudas pārveidošanas problēmas. Tāpēc ir neizbēgami, ka platjoslas pusvadītāju ierīces pakāpeniski aizstās tradicionālās pusvadītāju ierīces.
Pašlaik elektrisko transportlīdzekļu izskats parasti ir pilns hibrīda elektriskais transportlīdzeklis (FHEV), pieslēgts hibrīdelektriskais transportlīdzeklis (PHEV) un vieglais hibrīdelektriskais transportlīdzeklis (MHEV).
Salīdzinot, parastajām automašīnām ir 600 MOSFET, augstākās klases automašīnām ir 100 MOSFET, bet 48 V vieglajām hibrīda automašīnām ir 400 MOSFET. Silīcija MOSFET ierīce atrisina augsta sprieguma un izmaksu problēmu. Pēc pārsprieguma nelīdzsvarotības problēmas atrisināšanas zemsprieguma jaudas pusvadītāju ierīces sērijveidā rada efektīvu jaudas pārveidošanas sistēmas risinājumu, kā arī atrisina izmaksu un efektivitātes problēmas. Jo īpaši 48 V akumulatoru sistēma var izturēt augsta ieejas sprieguma slodzes pārejas periodus, vienlaikus darbojoties ar zemiem elektromagnētiskajiem traucējumiem (EMI), zemu darba ciklu un augstu efektivitāti.
* No enerģijas taupīšanas un energoefektivitātes viedokļa jaunu enerģijas elektrisko transportlīdzekļu siltuma pārvaldība ir vēl viena aktuāla tēma. Tas ir tāpēc, ka akumulatora enerģijas blīvums nav tik augsts kā benzīna, un ir prasības attiecībā uz darba vides temperatūru, un sistēma ir pēc iespējas jāoptimizē. Jauna enerģijas transportlīdzekļa ar siltumu saistītās sastāvdaļas var iedalīt trīs daļās, proti, motors un spēka elektronika, strāvas akumulators un kabīne. Šīm sastāvdaļām ir gan apkures, gan dzesēšanas prasības. Ja rēķina, ka uz katriem 100 kilometriem nepieciešams 24 kilovatstundas elektroenerģijas, tad siltuma izkliedēšanai tiek izlietoti aptuveni 20% siltuma. Pamatojoties uz aplēsēm, ka gadā noskriet 16 000 kilometrus, 10 gadu laikā siltuma patēriņam tiks izmantotas gandrīz 7680 kilovatstundas elektroenerģijas, kas nozīmē gandrīz 15 000 līdz 20 000 juaņu izšķērdēšanu. Tāpēc sākumpunktam ir jābūt izmaksu līdzsvara atrašanai siltumsistēmas vadībā visas sistēmas līmenī, jādomā par sistēmas shēmas izstrādi un nākotnes stratēģiju definēšanu.
Attiecīgi šajā rakstā kā piemērs tiks ņemts viegls hibrīds elektriskais transportlīdzeklis (MHEV), tā 48 V MHEV sistēmas pielietojuma raksturlielumi, tostarp tas, kā izmantot standarta silīcija buck pārveidotāja MOSFET ķēdi 48 V MHEV, tostarp automobiļu jaudas elektronikai ir nepieciešams zems EMI , Parallel MOSFET, 48 V papildu sistēma un 48 V akumulators, 48 V priekšējā gala pārveidotājs un citas lietojumprogrammas problēmas, kā arī jaunas enerģijas elektrisko transportlīdzekļu termiskās vadības elektriskās piedziņas un jaudas ierīces dizaina izvēle. Divi galvenie jautājumi diskusijām un analīzei.
