आज नई ऊर्जा इलेक्ट्रिक वाहनों के सामने आने वाली कई चुनौतियों के कारण, नई ऊर्जा इलेक्ट्रिक वाहन प्रणालियों के निर्माण और डिजाइन में नई अवधारणाओं और नई तकनीकों का परिचय समय की आवश्यकता के अनुसार उभरा है। विशेष रूप से डिवाइस डिजाइन प्रौद्योगिकी और विनिर्माण प्रक्रिया की निरंतर प्रगति के साथ, वाइड-बैंडगैप सेमीकंडक्टर डिवाइस धीरे-धीरे पारंपरिक अर्धचालक उपकरणों को बदल देंगे, जो व्यापक रूप से नई ऊर्जा वाहन पावर इलेक्ट्रॉनिक सिस्टम में उपयोग किया जाएगा और एक नया चलन बन जाएगा। इस समय, केवल निम्नलिखित दो गर्म विषयों पर चर्चा और व्याख्या की जाएगी।
*इलेक्ट्रिक वाहनों (ईवी), हाइब्रिड इलेक्ट्रिक वाहनों और गैसोलीन वाहनों के लिए पावर इलेक्ट्रॉनिक्स बाजार आज भी बढ़ रहा है। उदाहरण के लिए, एक विशिष्ट हाइब्रिड इलेक्ट्रिक वाहन (HEV) पावर सिस्टम की वोल्टेज आवश्यकताएं 12V से 800V तक होती हैं, और करंट सैकड़ों एम्पीयर तक पहुंच सकता है। नतीजतन, सिलिकॉन (Si) और वाइड-बैंडगैप सेमीकंडक्टर डिवाइस, जैसे गैलियम नाइट्राइड (GaN) और सिलिकॉन कार्बाइड (SiC) डिवाइस, बहुत रुचि को आकर्षित कर रहे हैं।
वाइड बैंड गैप सेमीकंडक्टर मुख्य रूप से एक सेमीकंडक्टर सामग्री को संदर्भित करता है जिसका बैंड गैप (कंडक्शन बैंड के निम्नतम बिंदु और वैलेंस बैंड के उच्चतम बिंदु के बीच ऊर्जा अंतर) 2.2 eV से अधिक होता है। GaN और SiC द्वारा प्रस्तुत वाइड-गैप सेमीकंडक्टर सामग्री में उच्च ब्रेकडाउन विद्युत क्षेत्र की ताकत, उच्च कट-ऑफ आवृत्ति, उच्च तापीय चालकता, उच्च जंक्शन तापमान, अच्छा थर्मल स्थिरता और मजबूत विकिरण प्रतिरोध की विशेषताएं हैं। सिलिकॉन (Si) और गैलियम आर्सेनाइड (GaAs) प्रक्रियाओं की तुलना में, वाइड बैंड गैप SiC या GaN डिवाइस उच्च दक्षता, स्विचिंग आवृत्ति, ऑपरेटिंग तापमान और ऑपरेटिंग वोल्टेज लाते हैं, जिससे बिजली रूपांतरण समस्याओं का समाधान होता है। यही कारण है कि यह अपरिहार्य है कि वाइड-बैंडगैप सेमीकंडक्टर डिवाइस धीरे-धीरे पारंपरिक सेमीकंडक्टर उपकरणों को बदल देंगे।
वर्तमान में, इलेक्ट्रिक वाहनों की उपस्थिति आमतौर पर पूर्ण हाइब्रिड इलेक्ट्रिक वाहन (एफएचईवी), प्लग-इन हाइब्रिड इलेक्ट्रिक वाहन (पीएचईवी) और माइल्ड हाइब्रिड इलेक्ट्रिक वाहन (एमएचईवी) है।
पूरी तुलना के दौरान, साधारण कारों में 600 MOSFETs, हाई-एंड कारों में 100 MOSFETs और 48V लाइट-हाइब्रिड कारों में 400 MOSFETs होते हैं। सिलिकॉन MOSFET डिवाइस उच्च वोल्टेज और लागत की समस्या को हल करता है। ओवरवॉल्टेज असंतुलन की समस्या को हल करने के बाद, श्रृंखला विन्यास में कम वोल्टेज बिजली अर्धचालक उपकरण एक प्रभावी बिजली रूपांतरण प्रणाली समाधान बनाते हैं, और लागत और दक्षता के मुद्दों को भी हल करते हैं। विशेष रूप से, 48 वी बैटरी सिस्टम कम विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप (ईएमआई), कम कर्तव्य चक्र और उच्च दक्षता के साथ काम करते हुए उच्च इनपुट वोल्टेज लोड डंप ट्रांजिस्टर का सामना कर सकता है।
* ऊर्जा की बचत और ऊर्जा दक्षता के दृष्टिकोण से, नई ऊर्जा इलेक्ट्रिक वाहनों का थर्मल प्रबंधन एक और गर्म विषय है। ऐसा इसलिए है क्योंकि बैटरी ऊर्जा घनत्व गैसोलीन की तरह अधिक नहीं है, और काम के माहौल के तापमान के लिए आवश्यकताएं हैं, और सिस्टम को जितना संभव हो उतना अनुकूलित करने की आवश्यकता है। एक नई ऊर्जा वाहन के गर्मी से संबंधित घटकों को तीन भागों में विभाजित किया जा सकता है, अर्थात् मोटर और पावर इलेक्ट्रॉनिक्स, पावर बैटरी और कॉकपिट। इन घटकों में हीटिंग और कूलिंग दोनों आवश्यकताएं होती हैं। यदि आप गणना करते हैं कि प्रत्येक 100 किलोमीटर के लिए 24 किलोवाट-घंटे बिजली की आवश्यकता होती है, तो गर्मी का लगभग 20% गर्मी अपव्यय के लिए उपयोग किया जाता है। प्रति वर्ष 16,000 किलोमीटर चलने के अनुमान के आधार पर, 10 वर्षों में गर्मी की खपत के लिए लगभग 7680 किलोवाट-घंटे बिजली का उपयोग किया जाएगा, जो लगभग 15,000 से 20,000 युआन की बर्बादी में तब्दील हो जाता है। इसलिए, प्रारंभिक बिंदु पूरे सिस्टम के स्तर पर थर्मल सिस्टम प्रबंधन में लागत संतुलन खोजने के लिए, सिस्टम योजना डिजाइन और भविष्य की रणनीतियों की परिभाषा के बारे में सोचने के लिए होना चाहिए।
तदनुसार, यह आलेख एक हल्के हाइब्रिड इलेक्ट्रिक वाहन (एमएचईवी) को एक उदाहरण के रूप में लेगा, इसकी 48 वी एमएचईवी प्रणाली अनुप्रयोग विशेषताओं, जिसमें 48 वी एमएचईवी में मानक सिलिकॉन हिरन कनवर्टर एमओएसएफईटी सर्किट का उपयोग करना शामिल है, जिसमें ऑटोमोटिव पावर इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए कम ईएमआई, समांतर एमओएसएफईटी की आवश्यकता होती है। सहायक 48V प्रणाली और 48V बैटरी, 48V फ्रंट-एंड हिरन कनवर्टर और अन्य अनुप्रयोग मुद्दे, और नई ऊर्जा इलेक्ट्रिक वाहन थर्मल कंट्रोल इलेक्ट्रिक ड्राइव और पावर डिवाइस डिज़ाइन चयन चर्चा और विश्लेषण के लिए दो प्रमुख मुद्दे।
