0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

通过GaN电源管理技术推动电动汽车的发展

星星科技指导员 来源:TI(德州仪器) 作者:TI(德州仪器) 2022-04-20 09:46 次阅读

许多驾驶员因里程焦虑、担心找不到可以长时间停车的充电站而犹豫是否购买电动或混合动力汽车。

电源管理方面的创新正在解决他们的犹豫。

与传统硅基充电技术的汽车系统相比,结合了最新TI GaN电源管理技术的电动和混动汽车(HEV)充电速度更快,行驶距离更远。让汽车制造商更广泛地普及电动/混动汽车是改善气候和空气质量的重要一步。

TI高压电源解决方案副总裁Steve Lambouses表示:“我们的客户正在寻找在不大幅增加车辆重量或成本的前提下增加功率的方法。TI高度集成的GaN解决方案使汽车设计师能够开发出更可靠、更经济实用、更高效的充电系统。这是从根本上革新充电系统。”

可靠的电源管理技术

GaN是一种用途广泛的半导体材料,可承受高温和高压。这一点是诸如发光二极管、太阳能逆变器和可再生能源存储系统等功率管理应用的关键考量因素。在过去十年中,TI GaN已为各类通信工业设计有效供电,每款新产品都达到了新的功率密度和效率水平。

目前,TI凭借首款汽车级产品为车载充电系统供电,将GaN的优势展现给汽车市场。

对于混动/电动汽车,TI GaN为制造商提供了优于传统硅或新碳化硅(SiC)技术的优势。传统技术在充电过程中会产生大量热量,在增加充电时间的同时放出能量。与金属氧化物硅(MOSFET)相比,可快速切换的集成栅极驱动器可实现功率输出和功率密度的翻倍,设计人员能够进一步优化车载充电体系结构的设计。

TI电动汽车/ HEV电池汽车产品业务开发和功能安全总监Ivo Marocco称:“高效的电源管理后续需要关注三件事。首先,需要精确充电。其次,电池系统需要更高的安全性。第三,经济实用性是关键。锂电池占到汽车成本的30%,而GaN基解决方案可以减少50%的功耗,从而提供更有效的方法。TI GaN技术可以解决所有这些问题。”

更快、更小、更可靠的电源管理

从小型手持式消费类设备和笔记本电脑到大型数据中心科技不断进步,电源管理也变的尤为重要——电动汽车也不例外。随着时间的推移,虽然诸如绝缘栅双极晶体管和金属氧化物半导体场效应晶体管之类的较早的功率开关技术表现良好,但设计人员仍受限于尺寸、散热、延迟、开关速度等问题。

所有电源管理都涉及开关——接通和关断电流。开关效率低下会导致功率损耗,这就需要更充足的电源供给和充电时间来补偿损耗。快速、精确的开关技术可产生更无缝高效的能量流,进而减少系统尺寸,并缩减成本。

Steve称:“GaN快速的开关速度提高了效率,从而减轻了汽车冷却的负担。电源磁性器件的尺寸减小了约60%,GaN的高效降低了系统成本并提高了整体功率密度。最终的成果体现在车辆的减重以及增加的续驶里程上。这就是GaN基电源管理系统的优点。”

混动/电动汽车工程师能够通过GaN实现比现有解决方案加倍的功率密度、更快的电池充电速度、更稳定可靠的运行以及更高的车载充电系统效率。

Ivo称:“GaN已推出一段时间了,大家都了解其优点。但现在它已从汽车领域理论转变为实际应用,十分令人兴奋。”

TI高度集成的GaN解决方案可优化成本和功耗

TI GaN的创新远远超出了普通开关。它为客户提供了能够创建GaN基车载充电系统的全套功能,这也将成为混动/电动汽车市场向前发展的重要一步。

我们利用汽车专业知识将TI 硅基氮化镓(GaN-on-silicon)FET和快速切换的2.2MHz硅栅极驱动器共同封装。在单个芯片中集成了开关、控制器和保护技术,为客户提供了一种将所有部件整合在一起的简便方法。

Steve称:“就像是将大脑和肌肉结合在一起。开关是肌肉,但集成了控制器的TI GaN就像大脑一样智能,能让开发人员从我们的解决方案中获得最高性能。”

对GaN进行测试

由于GaN和其他宽带隙晶体管在结构和材料上与硅设备有所差异,它们需要专门定制的测试指南以确保设备的可靠性。测试指南对于增强人们对GaN可靠性的信心以及推进其在整个行业的应用至关重要。

TI与合作伙伴共同创立了JEDEC的JC-70宽带隙功率电子转换半导体委员会,旨在为工程师提供有效指导,帮助他们创造可靠设计。委员会近期宣布了专门针对GaN的新开关指南——JEP180:氮化镓功率转换设备的开关可靠性评估程序指南。

TI GaN技术创新架构师Stephanie Watts Butler博士称:“这项新指南为工程师提供了对开关行为的可靠评估,将进一步加速GaN在整个行业的普及,尤其是在效率、功率密度和可靠性至关重要的汽车和工业市场中。

过去十年中,我们的内部可靠性实验室对GaN性能进行了超过4,000万小时的设备可靠性测试和超过5 GWh的功率转换应用测试,以确保设备的长期可靠性。

Steve称:“GaN就像是一款精密的瑞士手表。它可以进行非常精确的调整,并且我们知道如何将其调整至最佳性能。我们的测试实验室为我们提供了答案。”

更环保、更安全、更智能的交通世界

汽车行业正在见证混动/电动汽车销量的快速增长——同比增长近60%。预计到2025年,目前的560万辆汽车会增长至占全球汽车销量的30%的庞大数量。美国现有的约25,000个充电站网络预计也会大幅扩张。

Steve称:“我们的GaN电源管理技术为汽车设计工程师和汽车制造商提供了一个大幅减少车辆充电时间、增加功率密度、提高成本效率、增加行驶里程和提高可靠性的机会。混动/电动汽车的应用阻碍将会减少,人们能够更加齐心协力地创造一个更清洁、更环保的星球。”

审核编辑:郭婷

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 电动汽车
    +关注

    关注

    155

    文章

    11929

    浏览量

    230314
  • 电源管理
    +关注

    关注

    115

    文章

    6154

    浏览量

    144202
  • GaN
    GaN
    +关注

    关注

    19

    文章

    1917

    浏览量

    72943
收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    液冷充电枪为电动汽车充电技术发展注入新活力 

    电动汽车爆火的背景下,高效、安全的充电技术逐渐引起关注。典型的充电模式已无法满足市场对于快速充电的渴望。而液冷充电枪及其系统,以其优秀的充电效果和卓越的热量管理,将大步推进电动汽车
    的头像 发表于 11-14 14:36 148次阅读

    基于数字电源MCU的电动汽车智能充电方案

    近年来,随着全球对可持续发展的追求和环保意识的提升,电动汽车(EV)行业得到了迅猛发展。作为电动汽车的关键组成部分,数字电源
    的头像 发表于 11-07 17:22 218次阅读
    基于数字<b class='flag-5'>电源</b>MCU的<b class='flag-5'>电动汽车</b>智能充电方案

    电动汽车电池11大误解的解答

    近几年,电动汽车技术快速发展,尤其是其电池技术,本文将探索关于电动汽车(EV)电池——这一汽车行业中最具前景的新
    的头像 发表于 11-07 17:18 799次阅读

    电动汽车直流与交流充电桩技术研究和应用

    安科瑞 程瑜 187 0211 2087 摘要: 发展充电桩技术能够支撑电动汽车产业发展,助力实现双碳目标.直流与交流充电作为两种主要补能方式,对充电
    的头像 发表于 10-15 16:20 303次阅读
    <b class='flag-5'>电动汽车</b>直流与交流充电桩<b class='flag-5'>技术</b>研究和应用

    电动汽车有序充电优化策略

    的优化问题。无序充电不仅可能导致电网负荷高峰,影响电网稳定,还可能增加充电成本,降低用户体验。因此,探索电动汽车有序充电优化策略,对于推动电动汽车产业的可持续发展具有重要意义。 1
    的头像 发表于 08-24 12:25 2549次阅读
    <b class='flag-5'>电动汽车</b>有序充电优化策略

    电动汽车 (EV) 市场的发展正在快速推进#电动汽车

    电动汽车
    深圳崧皓电子
    发布于 :2024年08月20日 07:14:36

    德州仪器与台达电子携手革新电动汽车车载充电技术

    充电和电源解决方案。这一合作标志着双方在电源管理和电力传输领域的研发能力将得到深度融合,共同推动电动汽车行业的
    的头像 发表于 06-26 14:33 523次阅读

    日产汽车和本田汽车签署协议,围绕电动汽车领域展开合作

    日产汽车和本田汽车,两大日本汽车制造业的巨头,近日正式签署了一项协议,围绕电动汽车领域展开全面合作。这一合作旨在通过资源整合、联合采购以及共
    的头像 发表于 03-20 11:22 854次阅读

    电动汽车电池热管理技术研究进展

    摘要:随着电动汽车工业的快速发展,纯电动汽车的使用已经越来越普遍。汽车正常运行的过程中,锂电池会产生许多热量,为保证锂电池安全运行,需要对电动汽车
    的头像 发表于 03-14 08:08 1427次阅读
    纯<b class='flag-5'>电动汽车</b>电池热<b class='flag-5'>管理</b><b class='flag-5'>技术</b>研究进展

    回顾2023年电动汽车发展和创新

    2023年,电动汽车行业的快速增长不仅推动了宽带隙功率半导体技术发展,还促进了电池管理系统和充电技术
    的头像 发表于 02-21 15:39 1775次阅读
    回顾2023年<b class='flag-5'>电动汽车</b>的<b class='flag-5'>发展</b>和创新

    电动汽车充电的关键技术

    随着电动汽车的快速发展,如何安全、稳定、快速地为电动汽车的电池充电,便成为电动汽车能否广泛被消费者接受的关键要素之一,其中确保电池充电安全性的重要零组件便是符合
    的头像 发表于 01-24 09:21 591次阅读
    <b class='flag-5'>电动汽车</b>充电的关键<b class='flag-5'>技术</b>

    电动汽车BMS技术模拟与数字系统的比较

    电动汽车BMS技术模拟与数字系统的比较  电动汽车的电池管理系统(BMS)是一种关键的技术,它监控和控制
    的头像 发表于 01-19 10:31 1165次阅读

    蓝牙模块在电动汽车充电设施中的创新应用

    充电体验、提升管理效率,并促进电动汽车的更广泛使用。 无线支付和身份验证: 蓝牙支付技术: 蓝牙模块可用于实现无线支付功能,使用户能够通过手机或其他蓝牙设备轻松完成充电费用支付,提高支
    的头像 发表于 01-09 15:50 542次阅读

    电动汽车BMS PCB的重要性和制造过程

    随着电动汽车行业的迅猛发展,各大厂商纷纷投入巨资进行技术研发和创新。电动汽车的核心之一在于其电池管理系统(Battery Managemen
    的头像 发表于 01-03 09:47 497次阅读

    电动汽车辅助电源系统有哪些

    辅助电源系统的组成和功能。 电池组:电池组是电动汽车辅助电源系统的核心组成部分。它由多个电池单体串联或并联而成,可以储存电能并提供给车辆的各种设备使用。目前常用的电池技术包括锂离子电池
    的头像 发表于 12-20 10:11 1588次阅读