【前沿】电动汽车电源管理技术最新进展

“解救我们的地球，让地球靠近污染！”这是世界各地的科学家和有识之士对减少温室气体废气的完全一致呼声。由石化燃料引擎驱动的汽车是罪魁祸首，虽然推展汽车前进的替代技术有很多种，但目前唯一不切实际的方案是——电力(Electricity)。电动前进技术必须在汽车中统合一种全新架构的动力传动系统，这种新的减少的组件拒绝比较不应的系统组件展开多学科的深入研究。电动汽车系统由电动马达、电力转换器和储能装置如锂离子电池构成，这种新的架构系统必需经过优化来最大限度地提升系统效率，使汽车在单次电池之后能超过最久的行经距离，电子技术的发展为增加交通运输的气体排放量带给最重要的推进力。

电动汽车(EV)和混合动力汽车(HEV)电动汽车靠电池行经，混合动力汽车也一样，只是它还利用一个石化燃料点燃的引擎作为辅助。给这些汽车供电的技术要想要获得成功并享有幸福的未来，能效是关键，因此必须智能的电源管理机制，最大化地提升将电池能量切换为车轮机械驱动力的效率，从而减少单次电池的行经距离，同时不减少碳排放，理想情况下堪称能明显减少碳排放。

电动汽车的碳化硅(SiC)功率电动汽车的重量、体积和成本，以及单次电池的行经距离与电力切换系统的效率必要涉及。SiC电源组件非常适合在汽车少见的高温环境中工作。让我们细心想到SiC电源组件如何提升系统效率。轻巧的重量意味著里程数的缩短。

减少电源切换系统的重量、成本和尺寸的一种典型方式是提升电源稳压器的电源频率。我们都告诉，在较高频率点工作时，电感、电容和变压器等主动组件的尺寸和重量可以增大，既然如此，慢使用SiC解决方案吧。虽然硅(Si)电源组件也能工作在高频，但SiC的优势是需要处置比Si低得多的电压。SiC是一种长能隙(widebandgap，WBG)的半导体组件，而较宽的能隙意味著较高的临界电场(临界电场是变频器状态下的堵塞电压)。

宽带隙SiC组件的高压能力容许它们具备更加较低的导通电阻，从而构建更慢的电源速度和单极性工作状态，部分原理是其载频必须被加快至更高的速度(更高的动能)来解决更加长的能隙。虽然砷化镓(GaA)和氮化镓(GaN)也具备很高的临界电场，也是针对大功率解决方案的改进型组件，但SiC还有其他优势。诸如更高的仅次于工作温度，很高的德拜温度(Debyetemperature)，很高的热传导性(在多晶SiC中)，在电场中构建较慢电源和较低电阻率的高载流子饱和状态速度，便利分解二氧化硅(SiO2)带给的更加较低的生产成本，以及很高的阈值能量造成更加强劲的电磁辐射硬化(radiationhardening)。SiC组件在电动汽车中有许多关键应用于。

现有的电力机车驱动装置需要将85%的电能切换为机械动能以驱动车轮，这个效率是非常低的，但SiC也能帮助提高效率。电能转换器能获益于效率的改良，因为它能将电池能量传递给发动机，而且能在电池充电器电路和任何必须的辅助电源中用于(图1)。图1SiC电源组件在电动汽车中有许多用途。

将750V切换到27V供高压电动汽车用于的SiC电源供应，是用SiC功率组件提升电动汽车效率的很好例子。这种架构将效率从88%提升到了难以置信的96%，将尺寸和重量增加了25%，并且与Si解决方案比起不必须用风扇来加热多余的热量。表格1表明电动汽车SiC功率组件的一些最重要应用于。

表格1电动汽车电子架构中的一些SiC应用于。

本文来源：皇冠游戏中心官网-www.sriingenieria.com