Автомобиль саласы электрлендіруге қарай жеделдейді, бір техника бұл революцияны үнсіз қуатта жалғастыруда: Оқшауланған қақпаның биполярлы транзисторы (IGBT). Батареялар мен қозғалтқыштар электрлік көліктерде (EVS) назар аударады, бұл электр энергиясын конверсиялау және бақылауда көріністердің артында шешуші рөл атқаратын ИГТ. Онсыз электр қуаты - EV-eV-дің жүрегі тиімді немесе сенімді жұмыс істеу үшін күреседі. Igbts қалай жұмыс істегенін және олардың маңызды екенін түсіну және электр дәуірінің шынайы қозғалтқышын бағалау үшін қажет.
Ішкі жанудан электр қозғағышқа дейін
Жанармайдың механикалық энергияға айналдыратын ішкі жанармай қозғалтқыштарына сүйенеді. Керісінше, EVS электр қозғалтқыштарын батареялармен пайдаланады. Алайда, бұл қосқыш батареяны моторға қосу сияқты қарапайым емес. Моторлар тиімді жұмыс істеу үшін ауыспалы токтың (AC) талап етеді, ал батареялар тікелей ток (DC) сақталады. Бұл алшақтықты жою Бұл алшақтық электрониканы, электр энергиясын конверсиялауға, бақылауға және басқарумен айналысатын өрісті қажет етеді. Осы өрістің evs-тегі vest-те ИГB бар.
IGBTS EV PowerTrain-де электронды қосқыштар ретінде әрекет етеді, әсіресе инверторда, ол тұрақты инверторда, ол батареядан айнымалы токке ауыстырады. Олар жоғары кернеулер мен токтарда жылдам коммутацияланады, мотор жылдамдығын, момент пен тиімділікті дәл басқаруға мүмкіндік береді.
ИГB дегеніміз не?
Оқшауланған қақпаның биполярлы транзисторы транзистордың екі ірі технологиясын біріктіреді: MOSFET (металл-оксид-жартылай өткізгіш өріс-жартылай өткізгіш транзистор) және BJT (биполярлық түйіспе транзистор). Нәтиже - бұл BJT-дің жоғары ағымдық қуаттылығы бар MOSFET-тің қарапайымдылығы мен жылдам ауысу жылдамдығы бар құрылғы.
Құрылымның құрылымында, IGBT-де үш терминал бар: қақпа, коллектор және эмитент. Қақпақтағы кішкене кернеу коллектор мен эмитенттің арасында әлдеқайда үлкен токты басқарады. Бұл дизайн Igbts-ті әсіресе электрлік автокөлік құралдарында ортақ кернеуді және ағымдағы жағдайларды қажет ететін қолданбаларға қолайлы етеді.
Инвертор: мұнда Igbts ауыр көтеруде
Тракциялық инвертор - IGBTS олардың маңызды рөл атқаратын жері. Ол батарея жинағынан тұрақты кернеуді (әдетте 300V және 800V аралығындағы) үш фазалы ток кернеуіне ауыстырады, ол қозғалтқышты күшейтеді. Инвертор бұл импульстік ені модуляциясы (PWM) арқылы, ал IGBTS тез қосылатын әдіс, ол секундына тез қосылады және көбінесе ондаған рет ауысады.
Осы импульстардың кезекші циклін түзету арқылы инвертор синусоидалы айнымалы ток қуатын модельдейтін толқын пішінін құрайды. Бұл процесс тек нақты ғана емес, сонымен қатар тиімді болуы керек. Әр кезде IGBT ауысқан сайын, жылу түрінде аз мөлшерде энергия жоғалады. Бұл шығындарды азайту көлік құралдары мен өнімділігін арттыру үшін қажет.
EVB-ге арналған жетілдірілген IGBT модульдері кернеудің төмендеуі төмен (өткізгіш шығындарды азайту) және коммутациялық шығындарды азайту үшін оңтайландырылған коммутациялық әрекеттермен жасалған. Нақты әлемде көлік жүргізу кезінде бұл тегіс үдеу, қалпына келтірілген театрлық тежеу және ысырапшылдық дегенді білдіреді.
Жоғары кернеу, жоғары, жоғары, жоғары күтім
Электроматтар электрлік стрессті жеңе алатын компоненттерді талап етеді. Қазіргі заманғы EV-дағы PowerTrine жылдамдығы кезінде жүздеген амперді үдеу кезінде, 600 В-ден астам кернеулермен жұмыс істеуі мүмкін. IGBTS - бұл шарттарды бірегей басқаруға қабілетті:
Жоғары вольтты бұғаттайтын қуаты (әдетте 600V-1700V)
Жоғары токтың тығыздығы , оларды шағын және күшті етеді
жылу жұмыстарын бередіЖұмыс кезінде пайда болған жылумен қоршалған
EVS үшін IGBT модульдерінің көпшілігі бірнеше Igbts, еркін дыбыстық диодтар, қақпа драйверлері, қақпалар драйверлері және тіпті жылу датчиктері бар қуат модулдеріне біріктірілген қуат модулдеріне біріктірілген. Бұл модульдер оңтайлы электрлік өнімділікті жеткізіп, орталық автокөлік-тербелісті, температуралық велосипедтерді және ғарыштық шектеулерді өңдеуге арналған.
Регенеративті тежеу және екі бағыттағы қуат ағыны
IGBTS сонымен қатар EV ТЕХНИКАЛЫҚ ТЕХНИКАЛЫҚ ТЕХНИКАЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯЛЫҚ ТЕХНИКАЛЫҚ ЕСЕПТІ МІНДЕТТЕР: Регенеративті тежеу. Бұл режимде электр қозғалтқышы генератор ретінде, көлік құралының кинетикалық энергиясын баяулау кезінде электр энергиясына қайта айналдырады. Қуат электроникасы мотордан батареядан батареядан батареяға бұралуы керек.
IGBTS Бақыланатын коммутация арқылы осы екі бағыттағы ағымды жеңілдетеді. Олардың тез қосу және сөнуі және үлкен ағымдағы тариканы өңдеу мүмкіндігі энергияны тиімді қалпына келтіруге, жүргізу алаңын жақсартуға және механикалық тежеуіш бөліктеріне тозуды азайтуға мүмкіндік береді.
Жылуды басқару: қысыммен салқындату
IGBTS тиімді болғанымен, олар әлі де жылу өндіреді, әсіресе тез коммутация кезінде немесе қазіргі жүктемелерде. Осылайша, термиялық менеджмент - бұл өте маңызды аспект EVS-де IGBT қосымшасы . Қызып кету өнімділігі өнімділікті төмендетуі немесе сәтсіздікке әкелуі мүмкін, сондықтан салқындатудың жетілдірілген шешімдері жұмыс істейді:
алюминий нитридті керамретиктер Жоғары жылу өткізгіштікке арналған
сұйық салқындатылған негіздер Жоғары қуатты модульдердегі
интеграцияланған жылу сенсорлары Нақты уақыттағы температураны бақылау үшін
Igbts көбінесе термиялық интерфейс материалдарымен және жылу полигондарымен, аялдамадан бастап, тас жолдағы дроссельді жеделдетуге дейінгі барлық жүргізу жағдайларында тұрақты жұмыс істеуді қамтамасыз ету үшін жиі кездеседі.
Байқау: Igbts vs. sic mosfets
Технология дамып келе жатқанда, кремний карбиді (SIC) MOSFETS EV қосымшаларында IGBTS-ке әлеуетті мәселелер туғызды. SIC құрылғылары жылдам коммутация жылдамдығын, шығындарды азайтады және жоғары температурада жақсы жұмыс істейді. Алайда, олар айтарлықтай қымбат және ауқымды өндірісте аз жетілген.
Қазіргі уақытта IGBTS EVS және будандар ортасында басым таңдау болып қала береді, атап айтқанда, шығын тиімділігі өте маңызды. Көптеген премиум-сулар Миксфецтерді, әсіресе 800 В сәулетіне түсіре бастады, бірақ 800 В сәулеленетін сәулет, бірақ IGBTS әлі де көптеген негізгі EVS-де жиі кездеседі.
Біріктірілген шешімдер және ақылды модульдер
Дизайнды жеңілдету және сенімділікті жақсарту үшін қазіргі EV PowerTrains IGBT негізделген интеллектуалды қуат модульдерін (IPM) көбірек қолданады. Бұл модульдер біріктіреді:
Igbts және Gate драйверлері
Чипті қорғау (шамадан тыс кернеуден, шамадан тыс, асығыс және отставкаға қарсы)
Диагностика және кері байланыс мүмкіндіктері
EMI сүзгілеу және ықшам орау
Бұл интеграция жүйенің күрделілігін төмендетуге, сәтсіздік деңгейін төмендетеді және жаппай ЭВ өндірісі үшін өндірісті шешудің жеңілдігін жақсартады.
Ұзақ өмір сүру, сенімділік және қауіпсіздік
Автомобиль ортасында сенімділік келісілмейді. IGBT модульдері қатаңдық, оның ішінде жылу велосипедінен, ылғалдылық, діріл сынақтары және жоғары вольтты стресс сценарийлерінен өтеді. Олардың істен шығу тетіктері жақсы түсініліп, олар онжылдықта дұрыс термиялық басқарумен сенімді жұмыс істей алады.
Сонымен қатар, қысқа тұйықталу, құюды анықтау, құбылмалы анықтау және жұмсақ ажырату механизмдері, тіпті ақаулық жағдайында да, жұмсақ, ал Igbts көлік құралын және оның жолаушыларын қорғайтынын қамтамасыз етеді.
Электр қозғалғыштығының болашағын жүргізу
Электр қозғалғыштығына көшу қозғалтқыштарға арналған қозғалтқыштар туралы ғана емес. Бұл энергияның қалай басқарылатынын, сақталатынын және пайдаланылғанын қайта қарауды қамтиды. IGBTS бұл түрлендіруде шешуші рөлді ойнайды. Олар энергияның қақпағышы ретінде әрекет етеді, батареядан шыққан әр ватт екеуі де тежеу кезінде немесе сақталғанын қамтамасыз ете отырып.
ЭВ-ны асырап алу бүкіл әлемде өседі, сондықтан тиімді, сенімді және ықшам электр блогына сұраныс бар. IGBTS, әсіресе траншеяның қақпасы құрылымдары және дала аялдамалары сияқты инновациялармен, осы талаптарды орындауды жалғастырады. Олар ақыр соңында SIC құрылғыларымен бірнеше жоғары қолданбалармен алмастырылуы мүмкін, бірақ әзірге олар EV PowerTrain-дің жұмыс істемеуі болып қала береді.
Қорытынды
IGBTS - бұл электромобильдердің сансыз кейіпкерлері. Олар дөңгелектерді жылжытпайды немесе энергияны сақтамайды, бірақ олар қуат ағындарының дәл және тиімді ағып кетуіне, батареядан жолға дейін. Трактикалық инверторлардан қалпына келтіру театриясынан, жылу менеджменті интеграцияланған қауіпсіздік ерекшеліктеріне, Igbts EV PowerTrain-дегі барлық сыни функцияны қолданады.
Автомотаның әлемдік жарыстары ретінде нөлдік шығарындылар мен ақылды және ақылды ұтқырлық ретінде, IGBTS тек өзгермейді - олар өзгереді. Олардың рөлін түсіну заманауи электромобильдерді мүмкін емес, қуатты, қауіпсіз және тиімді ететін күрделі және қызықты технологияны жарықтандыруға көмектеседі.
