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新能源汽车中的三垦解决方案

2022-06-15
来源:三垦电气株式会社
关键词: 新能源汽车

  随着人们消费水平的不断上升以及国内家庭乘用车需求的显著提升致使近几年国内汽车市场有了飞速的增长。同时由于人们对环境污染以及对清洁能源的关注度提升,给新能源汽车市场提供了良好的发展空间。

  (一)国内传统燃料乘用车和新能源乘用车台数销量趋势

  国内新能源乘用车销量从2011年的5000辆快速增长至2020年的125万辆。2021年上半年新能源乘用车实际销量为112万辆,全年预计将达到200万辆。对于新能源汽车的未来,根据行业专家预测,如果2025年整个汽车行业的销量是3000万辆,那么新能源车占总台数的20%,达到600万辆的规模。而且随着我国新能源汽车充电配套设施的不断完善,将加速大中城市中的新能源汽车普及进程。

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  (二)新能源汽车特征

  传统燃油车和新能源汽车的最大区别在于驱动汽车所耗费的能量源不同,由此结构原理上也有很大的区别。燃油车设计的起点是发动机,围绕着发动机和变速箱来设计的。电动汽车设计的起点是由发动机转移到动力电池上,是以电池为原点的设计思路。改变的不仅仅是车身结构、造型,甚至影响了电动汽车的能量管理思路和效率。与传统燃油汽车主要部件的发动机,变速箱和底盘结构相比,新能源汽车的最核心的技术是所谓“三电”系统,即电控,电机和电池领域。

  因此随着新能源车中对于电力控制的需求大幅增加,使功率半导体需求也不断增长。

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  (三)新能源汽车里的空调系统

  随着新能源汽车的发展和普及,整车热管理问题迅速成为行业关注的焦点。众所周知整车热管理系统的性能优劣将直接影响汽车整体性能,对整车的重要性不言而喻。受到全新电力驱动的影响,新能源汽车热管理系统也相比传动的热管理系统变得复杂,设计难度也相对加大。

  燃油汽车是利用发动机工作时产生的余热,达到制热效果。冷风则是通过发动机带动压缩机进行制冷工作。新能源汽车上的空调则是通过电来驱动电动空调压缩机实现制冷,通过PTC加热实现制热。PTC在寒冷环境下会影响电动车的续航里程,热泵空调就随之推出,专门应对低温环境下续航衰减的课题。随着新能源汽车的发展,搭载热泵空调的车型也会越来越多,对功率半导体的性能要求也会越来越高。

  (四)新能源汽车里的三垦方案

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  为了满足在汽车电动化领域小型化,轻量化,高可靠性等要求,三垦电气对汽车不同应用方面提供具有高效率的半导体功率器件产品。

  目前在新能源汽车热管理领域,电动压缩机和热泵系统的电控应用上主要以分离方案为主。为了实现小型化设计同时提高产品的可靠性,IPM产品也受到越来越多的关注。

  三垦电气在这一领域推荐以下两款系列产品

  1.SAM265M30AA1(650V/30A)

  SAM265M50AA1(650V/50A)

  特征

  ◆最大规格:输出部 VCES/IC「650V/30A,50A」

  :控制电源电压VCC「25V」

  :控制信号输入 VIN「VCC+0.3V」

  ◆自举二极管(+限流电阻)内置

  ◆内置热敏电阻

  ◆保护功能:过流保护(OCP)

  :电源电压欠压保护(UVLO)

  ◆绝缘耐圧:2500V(1分钟)

  ◆信赖性:AEC-Q100、AQG324标准

  ◆应用:电动压缩机、高圧3相马达驱动(水泵,油泵)

  ◆封装:DIP30 参照下图

  ◆尺寸:

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  2.SFA0006A

  特征

  ◆端子无Pb(RoHS对应)

  ◆1次侧检测控制

  ◆不要光耦

  ◆通过外部电阻与变压器绕组比值设定输出电压

  ◆电流模式PWM控制

  ◆定电压(CV)、定电流(CC)控制

  ◆自动待机功能

  ◆动作模式

  通常时:PWM模式

  轻负载时:Green模式

  待机时:Burst模式

  ◆Enable功能内置(EN端子为"L"时,IC动作停止)

  ◆Random Switching功能

  ◆斜坡补偿功能(谐波振荡抑制)

  ◆Leading Edge Blanking功能

  ◆信赖性: AEC-Q100标准对应

  ◆保护功能

  过电流保护(OCP):Pulse-by-Pulse检测

  内置计时器过负载保护(OLP):自动恢复

  过电压保护(OVP):自动恢复

  ◆应用:适用于连接12V、24V电池的车载开关电源方案

  (辅助电源·降压电路)

  ◆封装:SOP8 参照下图

  ◆主要规格:参照以下表格

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