De réir mar a luasghéaraíonn an tionscal feithicleach i dtreo leictriú, leanann teicneolaíocht amháin ag cumhacht an réabhlóid seo go ciúin: an Trasraitheoir geata inslithe bipolar (IGBT). Cé go bhfaigheann cadhnraí agus mótair an spotsolas i bhfeithiclí leictreacha (EVs) go minic, is é an IGBT a imríonn ról ríthábhachtach taobh thiar de na radhairc maidir le fuinneamh leictreach a athrú agus a rialú. Gan é, bheadh an powertrain leictreach - an -chroí ag EV - ag streachailt chun feidhmiú go héifeachtúil nó go hiontaofa. Tá sé riachtanach tuiscint a fháil ar an dóigh a n -oibríonn IGBTanna agus cén fáth a bhfuil siad tábhachtach chun fíor -inneall na ré leictreacha a léirthuiscint.
Ó dhóchán inmheánach go tiomáint leictreach
Bíonn feithiclí traidisiúnta ag brath ar innill dócháin inmheánaigh a thiontaíonn breosla ina bhfuinneamh meicniúil. I gcodarsnacht leis sin, úsáideann EVs mótair leictreacha faoi thiomáint ag cadhnraí. Mar sin féin, níl an lasc seo chomh simplí le ceallraí a nascadh le mótar. Éilíonn mótair go n -oibreodh sruth ailtéarnach (AC) go héifeachtach, agus stórálann cadhnraí sruth díreach (DC). Éilíonn an bhearna seo an bearna cumhachta, réimse a dhéileálann le comhshó, rialú agus bainistíocht fuinnimh leictrigh. Ag croílár na páirce seo i EVS tá an IGBT.
Feidhmíonn IGBTanna mar lasca leictreonacha i bpúdar an EV, go háirithe san inverter, a athraíonn DC ón gceallra go AC don mhótar. Cumasaíonn siad athrú tapa ag ardvoltais agus sruthanna, rud a fhágann gur féidir luas mótair, chasmhóimint, agus éifeachtúlacht a rialú go beacht - agus caillteanas fuinnimh á íoslaghdú.
Cad is IGBT ann?
Comhcheanglaíonn trasraitheoir bipolar geata inslithe dhá mhór-theicneolaíocht trasraitheora: an MOSFET (trasraitheoir éifeacht allamuigh-ocsaídeoir miotail-ocsaídeora) agus an BJT (trasraitheoir acomhal bipolar). Is é an toradh atá air ná gléas a bhfuil an simplíocht ionchuir agus luas lasctha tapa MOSFET aige, mar aon le hacmhainn láimhseála reatha BJT.
Ó thaobh struchtúir de, tá trí chríochfort ag IGBT: an geata, an bailitheoir, agus an t -astaire. Rialaíonn voltas beag ag an ngeata sruth i bhfad níos mó idir an bailitheoir agus an t -astaire. Fágann an dearadh seo go bhfuil IGBTanna oiriúnach go háirithe d'iarratais a éilíonn ardvoltas agus sruth - coinníollacha atá coitianta i bpúdar leictreach feithiclí leictreacha.
An inverter: áit a ndéanann IGBTanna an t -ardú trom
Is é an inbhéartóir tarraingthe an áit a gcomhlíonann IGBTanna a ról is tábhachtaí. Athraíonn sé an voltas DC ón bpacáiste ceallraí (idir 300V agus 800V de ghnáth) ina voltas AC trí chéim a thugann cumhacht don mhótar. Baineann an inbhéartóir é seo amach trí mhodhnú leithead cuisle (PWM), teicníc ina n -aistríonn IGBTanna go tapa agus amach - go minic na mílte uair in aghaidh an tsoicind.
Trí thimthriall dleachta na bíoga seo a choigeartú, cruthaíonn an inverter tonnfhoirm a shamhlaíonn cumhacht AC sinusóideach. Ní hamháin go gcaithfidh an próiseas seo a bheith beacht ach éifeachtach freisin. Gach uair a lascaíonn IGBT, tá caillteanas beag fuinnimh i bhfoirm teasa. Tá sé riachtanach na caillteanais seo a laghdú chun raon agus feidhmíocht feithiclí a uasmhéadú.
Tá modúil ardleibhéil IGBT le haghaidh EVs deartha le titeann voltais íseal ar an stát (caillteanais seolta a laghdú) agus iompar lasctha optamaithe chun caillteanais lasctha a íoslaghdú. I dtiomáint dhomhanda, ciallaíonn sé seo luasghéarú níos fusa, coscánaithe athghiniúnach níos fearr, agus fuinneamh níos lú amú.
Ardvoltais, ard -ionchais reatha, ard -ionchais
Éilíonn feithiclí leictreacha comhpháirteanna ar féidir leo strus mór leictreach a láimhseáil. Is féidir leis an bpúdar i EV nua -aimseartha na céadta amp reatha a tharraingt le linn luasghéarú agus oibriú ag voltais níos mó ná 600V. Tá IGBTanna in ann na coinníollacha seo a bhainistiú go sainiúil a bhuíochas do:
Cumas blocála ardvoltais (de ghnáth 600V - 1700V)
Dlús ard reatha , rud a fhágann go bhfuil siad dlúth fós cumhachtach
Feidhmíocht theirmeach láidir , in éineacht leis an teas a ghintear le linn na hoibríochta
Déantar an chuid is mó de na modúil IGBT do EVs a chomhtháthú i modúil chumhachta lena n -áirítear IGBTanna iolracha, dé -óidí saor -fhuar, tiománaithe geata, agus fiú braiteoirí teirmeacha. Tá na modúil seo deartha chun an timpeallacht ghluaisteáin gharbh a láimhseáil - creathadh, rothaíocht teochta, agus srianta spáis - agus an fheidhmíocht leictreach is fearr a sheachadadh.
Coscánaithe athghiniúnach agus sreabhadh cumhachta déthreoch
Tá IGBTanna lárnach freisin i bpríomhtheicneolaíocht eile EV: coscánaithe athghiniúnach. Sa mhodh seo, feidhmíonn an mótar leictreach mar ghineadóir, ag athrú fuinneamh cinéiteach na feithicle ar ais go fuinneamh leictreach le linn luasmhoillithe. Ní mór don Leictreonaic Cumhachta treo an tsreafa fuinnimh a athrú - ó mhótar ar ais go ceallraí.
Éascaíonn IGBT an sreabhadh reatha déthreoch seo trí athrú rialaithe. Leis an gcumas atá acu dul ar aghaidh agus as go tapa agus spíceanna móra reatha a láimhseáil, is féidir téarnamh éifeachtach fuinnimh a fheabhsú, raon tiomána a fheabhsú agus caitheamh ar chomhpháirteanna coscánaithe meicniúla a laghdú.
Bainistíocht Teirmeach: Ag coinneáil fionnuar faoi bhrú
Cé go bhfuil IGBTanna éifeachtach, cruthaíonn siad teas fós, go háirithe le linn lascadh tapa nó faoi ualaí ard reatha. Dá bhrí sin is gné chriticiúil de Iarratas IGBT in EVS. Is féidir le róthéamh feidhmíocht a dhíghrádú nó teip a bheith mar thoradh air, mar sin úsáidtear réitigh fuaraithe chun cinn:
Foshraitheanna ceirmeacha nítríde alúmanaim le haghaidh seoltacht ard teirmeach
Basphlátaí leachtacha-fhuaraithe i modúil ardchumhachta
Braiteoirí teirmeacha comhtháite le haghaidh monatóireachta teochta fíor-ama
Is minic a chuirtear IGBT i dteannta le hábhair chomhéadain theirmigh agus le scaradóirí teasa chun feidhmíocht chomhsheasmhach a chinntiú faoi na coinníollacha tiomána go léir-ó thrácht stad agus dul go luasghéarú iomlán ar mhórbhealach.
An Comórtas: IGBTS vs SIC MOSFETS
De réir mar a thagann athrú ar an teicneolaíocht, tá MOSFETanna Silicon Carbide (SIC) tagtha chun cinn mar dhúshláin fhéideartha do IGBTanna in iarratais EV. Tairgeann feistí SIC luasanna lasctha níos tapúla, caillteanais níos ísle, agus feidhmíocht níos fearr ag teochtaí arda. Mar sin féin, tá siad i bhfad níos costasaí agus níos lú aibí i dtáirgeadh mórscála.
Faoi láthair, is é IGBTanna an rogha is mó i EVanna agus hibridí lár-raoin, go háirithe nuair a bhíonn éifeachtúlacht costais ríthábhachtach. Tá go leor EVanna préimhe ag tosú ag glacadh le MOSFET SIC, go háirithe le haghaidh ailtireachtaí 800V, ach tá IGBTanna fós in úsáid go forleathan sna córais 400V atá coitianta i go leor EVanna príomhshrutha.
Réitigh chomhtháite agus modúil chliste
Chun dearadh a shimpliú agus iontaofacht a fheabhsú, bainfidh púdairí nua-aimseartha EV úsáid níos mó agus níos mó as modúil chumhachta Chliste-bhunaithe IGBT (IPMS). Comhcheanglaíonn na modúil seo:
Igbts agus tiománaithe geata
Cosaint Ar-sliseanna (in aghaidh Overvoltage, Forshrutha, agus Overtethure)
Diagnóisic agus Cumais Aiseolais
EMI ag scagadh agus ag pacáistiú dlúth
Cuidíonn an comhtháthú seo le castacht an chórais a laghdú, laghdaíonn sé rátaí teip, agus feabhsaíonn sé éascaíocht déantúsaíochta - atá i gceist le haghaidh táirgeadh maise EV.
Fad saoil, iontaofacht, agus sábháilteacht
I dtimpeallachtaí na ngluaisteán, níl iontaofacht soshannta. Déantar tástáil dhian cáilíochta ar mhodúil IGBT, lena n-áirítear rothaíocht theirmeach, friotaíocht taise, tástálacha creathaidh, agus cásanna struis ardvoltais. Tuigtear go maith a meicníochtaí teip, agus is féidir leo oibriú go hiontaofa le breis agus deich mbliana le bainistíocht theirmeach chuí.
Thairis sin, cinntíonn gnéithe sábháilteachta ionsuite cosúil le cosaint ghearrchiorcaid, braite deseduration, agus meicníochtaí bog-mhúchta bog, fiú amháin i gcoinníollacha lochtanna, go ndúnann IGBTanna go grinn, ag cosaint na feithicle agus a paisinéirí.
Todhchaí na Soghluaisteachta Leictreachais a thiomáint
Ní hamháin go mbaineann an t -aistriú go soghluaisteacht leictreach le hinnill a mhalartú le haghaidh mótair. Is éard atá i gceist leis ná athmhachnamh a dhéanamh ar an gcaoi a ndéantar fuinneamh a bhainistiú, a stóráil agus a úsáid. Tá ról lárnach ag IGBTanna sa chlaochlú seo. Feidhmíonn siad mar choimeádaithe geata fuinnimh, ag cinntiú go ndéantar gach vata ón gcadhnra a thiontú go héifeachtúil ina ghluaisne - nó stóráiltear é le linn coscánaithe.
De réir mar a fhásann glacadh EV ar fud an domhain, mar sin de, déanann an t -éileamh ar leictreonaic chumhachta níos éifeachtaí, níos iontaofa agus níos dlúithe. Leanann IGBTanna, go háirithe le nuálaíochtaí cosúil le struchtúir gheata trinse agus dearaí stad allamuigh, ag teacht chun cinn chun freastal ar na héilimh seo. Féadfar feistí SIC a chur ina n-ionad i roinnt feidhmchlár ardleibhéil, ach anois, tá siad fós mar obair oibre an EV Powertrain.
Deireadh
Is iad IGBTanna na laochra neamhshuimiúla d'fheithiclí leictreacha. Ní bhogann siad na rothaí ná ní stórálann siad an fuinneamh, ach cinntíonn siad go sreabhann cumhacht go beacht agus go héifeachtúil ón gceallra go dtí an bóthar. Ó inverters tarraingthe go coscánaithe athghiniúnach, bainistíocht theirmeach go gnéithe sábháilteachta comhtháite, tá IGBTanna mar bhonn agus mar thaca ag beagnach gach feidhm chriticiúil i bpúdar EV.
De réir mar a théann an Domhan Feithicleach i dtreo astaíochtaí náid agus soghluaisteacht níos cliste, ní hamháin go bhfuil IGBTanna ag coinneáil suas - tá siad ag tiomáint an athraithe. Cuidíonn tuiscint ar a ról leis an teicneolaíocht chasta agus spéisiúil a shoilsiú a fhágann nach féidir feithiclí leictreacha nua -aimseartha a dhéanamh, ach cumhachtach, sábháilte agus éifeachtach.
