跟着汽车行业约束追求可握续发展，电板电动汽车(BEV)凭借其高效果和零尾气排放，迟缓成为行业的焦点。2023年，人人电板电动汽车(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%。瞻望夙昔几年，这一数字将络续飞速增长。

尽管增长迅猛，但电动车的升迁仍濒临一些挑战，举例不菲的资本、较长的充电时刻以及有限的续航里程。为叮属这些问题，制造商引入了800V的电动车系统。更高的电压架构简略末端更快的充电速率，权臣裁汰充电时刻和资本。

硅的期间尚未驱逐

自电动汽车大边界升迁的早期阶段以来，碳化硅(SiC)和其他宽禁带(WBG)工夫就被觉得是电板电动汽车子系统的瞎想聘请。与传统硅材料比拟，宽禁带材料具有更高的禁带宽度和击穿电压，可末端更高的电流密度、更高的开关频率以及更低的总损耗。这些上风使得系统联想师简略在高开关频率应用中末端更高的效果、更小的体积和更轻的分量。因此，繁密询查标明，SiC已成为牵引逆变器边界的主流工夫(部分情况下以外)。

但是，硅制造工艺的教诲性、现存选项的丰富性、更低的资本、更通俗的栅极驱动轨范以及器件的踏实性，仍然使硅功率MOSFET和IGBT成为宽禁带工夫的可行替代有缠绵。聘请合适的器件需要联想师具备高水平的专科才调，而当作供应商，咱们也有拖累提供全面的家具聘请，以委宛多样需乞降偏好。

在低开关频率条目的应用中，导通损耗和热联想的方便性是重要成分。宽禁带器件固有的高功率密度可能会带来热照管方面的挑战，而硅IGBT和MOSFET较大的芯单方面积在这些场景中不错更容易末端热照管。

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工夫具备高开关才调。

应用案例

下图1展示了一种通用的电板分拨单位(BDU)应用于电动汽车中的示例。

图1

在热照管子系统中，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。违犯，它们需要低导通损耗、高浪涌电流才调以及坚固耐用的半导体器件，以确保高可靠性。

热照管

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期骗特色，无法产生充足的废热。因此，电动汽车的热照管濒临以下两个紧要需求：

· 电板的温度调度

· 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度温度以达到最好性能，并同期为乘客舱供暖。图2展示了PTC加热器的典型电路建树。

图2

在这种应用中，IGBT的开关频率频繁在几十赫兹到几百赫兹之间。器件的低通态电压降、短路才调以及雅致的热性能是重要成分。

放电回路

800V BEV系统中的直流母线电容放电需求

高压电板电动车的紧要安全条约条目在以下两种操作场景下对直流母线电容进行放电：

· 通俗操作中的关机

· 紧要情况(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，旨在裁汰车辆乘客和珍藏东谈主员遭遇电击的风险，并推辞潜在的失火隐患。基于制造商的风险评估，这类应用频繁被归类为汽车安全齐备性品级B(ASIL-B)。

在800V BEV架构中，标称电板电压属于电压品级B(60V至1500V)。凭据ISO 6469-4安全法规矩程，系统必须在紧要情况下快速裁汰电压。具体来说，在碰撞后车辆罢手的5秒内，母线电压必须裁汰并保握在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，电容中的总共能量齐不错通过与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调的坚固IGBT。

预充电回路

预充电回路常用于电动汽车(如电板照管系统和车载充电器)，也被平凡应用于工业边界(如电源和配电单位)。在电动汽车中，末端器不仅厚爱处理高电容的电气元件，还通过末端电机的功率流动，确保电机的肃穆高效运行。通过预充电回路中的高压正极和负极构火器，不错安全地链接或断开电源与电容，从而推辞启动时出现过大的浪涌电流。这种预充电机制可末端充电经过并确保系统安全，同期在必要时末端元件约束。要是莫得预充电回路，构火器闭合时可能发生焊合征象，导致蓦地电弧和潜在的损坏。

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、高电压构火器S1和S2，一个寂寞的预充电开关T1，以及一个与负载(如牵引逆变器)并联的直流母线电容C1。领先，两个高电流构火器S1和S2均处于掀开气象，约束了高压电板与负载之间的链接。预充电通过闭合开关T1(1300V A5A IGBT)和高压负极构火器S1运转，使直流母线电容充电至与电板电压绝顶的水平。在预充电经过完成后，开关T1断开，高压正极构火器S2闭合。由于在闭合高压正极和负极构火器前，直流母线电容一经被充电，因此不会产生权臣的浪涌电流。1300V A5A IGBT具备高浪涌电流才调，因此相等适宜这种应用。

图5

图5展示了Littelfuse公司罗致1300V A5A IGBT的BDU演示板。

转头

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紧要。

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