மின்சார வாகன பவர் ட்ரெயின்களில் ஐ.ஜி.பி.டி.எஸ்ஸின் பங்கு: இயக்கம் எதிர்காலத்தை இயக்குதல்

வாகனத் தொழில் மின்மயமாக்கலை நோக்கி முடுக்கிவிடும்போது, ​​ஒரு தொழில்நுட்பம் இந்த புரட்சியை அமைதியாக இயக்குகிறது: தி இன்சுலேட்டட் கேட் இருமுனை டிரான்சிஸ்டர் (IGBT). பேட்டரிகள் மற்றும் மோட்டார்கள் பெரும்பாலும் மின்சார வாகனங்களில் (ஈ.வி.க்கள்) கவனத்தை ஈர்க்கும் அதே வேளையில், மின் ஆற்றலை மாற்றுவதற்கும் கட்டுப்படுத்துவதற்கும் திரைக்குப் பின்னால் ஒரு முக்கியமான பங்கைக் கொண்ட ஐ.ஜி.பி.டி. இது இல்லாமல், மின்சார பவர் ட்ரெய்ன் -ஒரு ஈ.வி.யின் இதயம் -திறமையாக அல்லது நம்பகத்தன்மையுடன் செயல்பட போராடும். மின்சார சகாப்தத்தின் உண்மையான இயந்திரத்தைப் பாராட்ட IGBT கள் எவ்வாறு செயல்படுகின்றன, அவை ஏன் முக்கியம் என்பதைப் புரிந்துகொள்வது அவசியம்.

உள் எரிப்பு முதல் மின்சார உந்துவிசை வரை

பாரம்பரிய வாகனங்கள் எரிபொருளை இயந்திர ஆற்றலாக மாற்றும் உள் எரிப்பு இயந்திரங்களை நம்பியுள்ளன. இதற்கு மாறாக, ஈ.வி.க்கள் பேட்டரிகளால் இயக்கப்படும் மின்சார மோட்டார்கள் பயன்படுத்துகின்றன. இருப்பினும், இந்த சுவிட்ச் ஒரு பேட்டரியை ஒரு மோட்டாருடன் இணைப்பது போல எளிதல்ல. மோட்டார்கள் திறமையாக செயல்பட மாற்று மின்னோட்டம் (ஏசி) தேவைப்படுகிறது, அதே நேரத்தில் பேட்டரிகள் நேரடி மின்னோட்டத்தை (டிசி) சேமிக்கின்றன. இந்த இடைவெளியைக் கட்டுப்படுத்துவதற்கு பவர் எலக்ட்ரானிக்ஸ் தேவைப்படுகிறது, இது மின் ஆற்றலின் மாற்றம், கட்டுப்பாடு மற்றும் மேலாண்மை ஆகியவற்றைக் கையாளும் ஒரு துறையாகும். EVS இல் இந்த துறையின் மையத்தில் IGBT உள்ளது.

IGBT கள் EV இன் பவர் ட்ரெயினில் மின்னணு சுவிட்சுகளாக செயல்படுகின்றன, குறிப்பாக இன்வெர்ட்டரில், இது டி.சி.யிலிருந்து பேட்டரியிலிருந்து மோட்டருக்கு ஏ.சி. அவை அதிக மின்னழுத்தங்கள் மற்றும் நீரோட்டங்களில் விரைவாக மாறுவதற்கு உதவுகின்றன, இதனால் மோட்டார் வேகம், முறுக்கு மற்றும் செயல்திறனை துல்லியமாக கட்டுப்படுத்த முடியும் -இவை அனைத்தும் ஆற்றல் இழப்பைக் குறைக்கும்.

IGBT என்றால் என்ன?

ஒரு இன்சுலேட்டட் கேட் இருமுனை டிரான்சிஸ்டர் இரண்டு முக்கிய டிரான்சிஸ்டர் தொழில்நுட்பங்களை ஒருங்கிணைக்கிறது: MOSFET (மெட்டல்-ஆக்சைடு-செமிகண்டக்டர் புலம்-விளைவு டிரான்சிஸ்டர்) மற்றும் பிஜேடி (இருமுனை சந்தி டிரான்சிஸ்டர்). இதன் விளைவாக ஒரு பி.ஜே.டி.யின் உயர் தற்போதைய கையாளுதல் திறனுடன், ஒரு MOSFET இன் உள்ளீட்டு எளிமை மற்றும் வேகமான மாறுதல் வேகத்தைக் கொண்ட ஒரு சாதனம் உள்ளது.

கட்டமைப்பு ரீதியாக, ஒரு IGBT க்கு மூன்று முனையங்கள் உள்ளன: கேட், கலெக்டர் மற்றும் உமிழ்ப்பான். வாயிலில் ஒரு சிறிய மின்னழுத்தம் சேகரிப்பாளருக்கும் உமிழ்ப்பாளருக்கும் இடையில் மிகப் பெரிய மின்னோட்டத்தைக் கட்டுப்படுத்துகிறது. இந்த வடிவமைப்பு IGBT களை அதிக மின்னழுத்தம் மற்றும் தற்போதைய -நிபந்தனைகள் தேவைப்படும் பயன்பாடுகளுக்கு மிகவும் பொருத்தமானது.

இன்வெர்ட்டர்: ஐ.ஜி.பி.டி.எஸ் கனமான தூக்குதலைச் செய்கிறது

இழுவை இன்வெர்ட்டர் என்பது ஐ.ஜி.பி.டி.எஸ் அவர்களின் மிக முக்கியமான பங்கைச் செய்கிறது. இது டிசி மின்னழுத்தத்தை பேட்டரி பேக்கிலிருந்து (பொதுவாக 300 வி முதல் 800 வி வரை) மூன்று கட்ட ஏசி மின்னழுத்தமாக மாற்றுகிறது, இது மோட்டாரை இயக்குகிறது. இன்வெர்ட்டர் துடிப்பு அகல பண்பேற்றம் (பி.டபிள்யூ.எம்) மூலம் இதை அடைகிறது, இது ஒரு நுட்பமான ஐ.ஜி.பி.டி கள் விரைவாக ஆன் மற்றும் ஆஃப் -வினாடிக்கு பல்லாயிரக்கணக்கான முறை.

இந்த பருப்புகளின் கடமை சுழற்சியை சரிசெய்வதன் மூலம், இன்வெர்ட்டர் சைனூசாய்டல் ஏசி சக்தியை உருவகப்படுத்தும் அலைவடிவத்தை வடிவமைக்கிறது. இந்த செயல்முறை துல்லியமாக மட்டுமல்ல, திறமையாகவும் இருக்க வேண்டும். ஒவ்வொரு முறையும் ஒரு IGBT மாறும்போது, ​​வெப்ப வடிவத்தில் ஒரு சிறிய ஆற்றல் இழப்பு உள்ளது. வாகன வரம்பையும் செயல்திறனையும் அதிகரிக்க இந்த இழப்புகளைக் குறைப்பது அவசியம்.

ஈ.வி.க்களுக்கான மேம்பட்ட ஐ.ஜி.பி.டி தொகுதிகள் குறைந்த-மாநில மின்னழுத்த சொட்டுகள் (கடத்தல் இழப்புகளைக் குறைத்தல்) மற்றும் மாறுதல் இழப்புகளைக் குறைக்க உகந்த மாறுதல் நடத்தை ஆகியவற்றைக் கொண்டு வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன. நிஜ உலக ஓட்டுதலில், இதன் பொருள் மென்மையான முடுக்கம், சிறந்த மீளுருவாக்கம் பிரேக்கிங் மற்றும் குறைந்த வீணான ஆற்றல்.

உயர் மின்னழுத்தம், அதிக மின்னோட்டம், அதிக எதிர்பார்ப்புகள்

மின்சார வாகனங்கள் தீவிர மின் அழுத்தத்தைக் கையாளக்கூடிய கூறுகளை கோருகின்றன. நவீன ஈ.வி.யில் உள்ள பவர்டிரெய்ன் முடுக்கம் போது நூற்றுக்கணக்கான ஆம்ப்ஸை வரைந்து 600 வி தாண்டிய மின்னழுத்தங்களில் செயல்படக்கூடும். இந்த நிபந்தனைகளை நிர்வகிக்க ஐ.ஜி.பி.டி.எஸ் தனித்துவமானது: இதற்கு நன்றி:

• உயர் மின்னழுத்த தடுப்பு திறன்  (பொதுவாக 600 வி -1700 வி)

• அதிக தற்போதைய அடர்த்தி , அவற்றை சுருக்கமாக இன்னும் சக்திவாய்ந்ததாக ஆக்குகிறது

• வலுவான வெப்ப செயல்திறன் , செயல்பாட்டின் போது உருவாக்கப்படும் வெப்பத்தைத் தாங்கும்

ஈ.வி.க்களுக்கான பெரும்பாலான ஐ.ஜி.பி.டி தொகுதிகள் பல ஐ.ஜி.பி.டி.எஸ், ஃப்ரீவீலிங் டையோட்கள், கேட் டிரைவர்கள் மற்றும் வெப்ப சென்சார்கள் ஆகியவற்றை உள்ளடக்கிய சக்தி தொகுதிகளில் ஒருங்கிணைக்கப்பட்டுள்ளன. இந்த தொகுதிகள் கடுமையான வாகன சூழலைக் கையாள வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன -அதிர்வு, வெப்பநிலை சைக்கிள் ஓட்டுதல் மற்றும் விண்வெளி கட்டுப்பாடுகள் -உகந்த மின் செயல்திறனை வழங்கும்.

மீளுருவாக்கம் பிரேக்கிங் மற்றும் இருதரப்பு சக்தி ஓட்டம்

ஐ.ஜி.பி.டி.எஸ் மற்றொரு முக்கிய ஈ.வி தொழில்நுட்பத்திற்கும் மையமாக உள்ளது: மீளுருவாக்கம் பிரேக்கிங். இந்த பயன்முறையில், மின்சார மோட்டார் ஒரு ஜெனரேட்டராக செயல்படுகிறது, வாகனத்தின் இயக்க ஆற்றலை மீண்டும் மின் ஆற்றலாக மாற்றுகிறது. பவர் எலக்ட்ரானிக்ஸ் ஆற்றல் ஓட்டத்தின் திசையை மாற்றியமைக்க வேண்டும் the மோட்டார் முதல் பேட்டரி வரை.

கட்டுப்படுத்தப்பட்ட மாறுதல் மூலம் இந்த இருதரப்பு மின்னோட்ட ஓட்டத்தை IGBTS எளிதாக்குகிறது. விரைவாக இயக்கும் மற்றும் அணைக்க மற்றும் பெரிய தற்போதைய கூர்முனைகளை கையாளும் திறன் திறமையான ஆற்றல் மீட்பை செயல்படுத்துகிறது, ஓட்டுநர் வரம்பை மேம்படுத்துகிறது மற்றும் மெக்கானிக்கல் பிரேக்கிங் கூறுகளில் உடைகளை குறைக்கிறது.

வெப்ப மேலாண்மை: அழுத்தத்தின் கீழ் குளிர்ச்சியாக வைத்திருத்தல்

IGBT கள் திறமையானவை என்றாலும், அவை இன்னும் வெப்பத்தை உருவாக்குகின்றன, குறிப்பாக விரைவான மாறுதலின் போது அல்லது அதிக தற்போதைய சுமைகளின் கீழ். வெப்ப மேலாண்மை என்பது ஒரு முக்கியமான அம்சமாகும் EVS இல் IGBT பயன்பாடு . அதிக வெப்பம் செயல்திறனைக் குறைக்கும் அல்லது தோல்விக்கு வழிவகுக்கும், எனவே மேம்பட்ட குளிரூட்டும் தீர்வுகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன:

• அலுமினிய நைட்ரைடு பீங்கான் அடி மூலக்கூறுகள் அதிக வெப்ப கடத்துத்திறனுக்கான

• திரவ-குளிரூட்டப்பட்ட பேஸ் பிளேட்டுகள் உயர் சக்தி தொகுதிகளில்

• ஒருங்கிணைந்த வெப்ப சென்சார்கள் நிகழ்நேர வெப்பநிலை கண்காணிப்புக்கான

ஐ.ஜி.பி.டி கள் பெரும்பாலும் வெப்ப இடைமுகப் பொருட்கள் மற்றும் வெப்பப் பரவல்களுடன் இணைக்கப்படுகின்றன, அவை அனைத்து ஓட்டுநர் நிலைமைகளின் கீழும் நிலையான செயல்திறனை உறுதிசெய்கின்றன the ஒரு நெடுஞ்சாலையில் முழு-தூண்டுதல் முடுக்கம் வரை நிறுத்த மற்றும் பயண போக்குவரத்து வரை.

போட்டி: ஐ.ஜி.பி.டி.எஸ் வெர்சஸ் எஸ்.ஐ.சி மோஸ்ஃபெட்ஸ்

தொழில்நுட்பம் உருவாகும்போது, ​​சிலிக்கான் கார்பைடு (sic) MOSFET கள் EV பயன்பாடுகளில் IGBTS க்கு சாத்தியமான சவால்களாக உருவெடுத்துள்ளன. SIC சாதனங்கள் விரைவான மாறுதல் வேகம், குறைந்த இழப்புகள் மற்றும் அதிக வெப்பநிலையில் சிறந்த செயல்திறனை வழங்குகின்றன. இருப்பினும், அவை கணிசமாக அதிக விலை மற்றும் பெரிய அளவிலான உற்பத்தியில் முதிர்ச்சியடைந்தவை.

தற்போது, ​​ஐ.ஜி.பி.டி கள் இடைப்பட்ட ஈ.வி.க்கள் மற்றும் கலப்பினங்களில் ஆதிக்கம் செலுத்துகின்றன, குறிப்பாக செலவு-செயல்திறன் முக்கியமானதாக இருக்கும். பல பிரீமியம் ஈ.வி.க்கள் எஸ்.ஐ.சி மோஸ்ஃபெட்களை ஏற்றுக்கொள்ளத் தொடங்கியுள்ளன, குறிப்பாக 800 வி கட்டமைப்புகளுக்கு, ஆனால் பல பிரதான ஈ.வி.களில் பொதுவான 400 வி அமைப்புகளில் ஐ.ஜி.பி.டி.எஸ் இன்னும் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

ஒருங்கிணைந்த தீர்வுகள் மற்றும் ஸ்மார்ட் தொகுதிகள்

வடிவமைப்பை எளிமைப்படுத்தவும் நம்பகத்தன்மையை மேம்படுத்தவும், நவீன ஈ.வி. பவர் ட்ரெயின்கள் ஐ.ஜி.பி.டி அடிப்படையிலான நுண்ணறிவு சக்தி தொகுதிகள் (ஐபிஎம்) ஐ அதிகளவில் பயன்படுத்துகின்றன. இந்த தொகுதிகள் ஒன்றிணைகின்றன:

• Igbts மற்றும் கேட் டிரைவர்கள்

• ஆன்-சிப் பாதுகாப்பு (ஓவர்வோல்டேஜ், ஓவர்கரண்ட் மற்றும் ஓவர் டெம்பரேச்சருக்கு எதிராக)

• கண்டறிதல் மற்றும் பின்னூட்ட திறன்கள்

• ஈ.எம்.ஐ வடிகட்டுதல் மற்றும் காம்பாக்ட் பேக்கேஜிங்

இந்த ஒருங்கிணைப்பு கணினி சிக்கலைக் குறைக்க உதவுகிறது, தோல்வி விகிதங்களைக் குறைக்கிறது, மேலும் உற்பத்தியை எளிதாக்குகிறது -வெகுஜன ஈ.வி உற்பத்திக்கு முக்கியமானது.

நீண்ட ஆயுள், நம்பகத்தன்மை மற்றும் பாதுகாப்பு

வாகன சூழல்களில், நம்பகத்தன்மை பேச்சுவார்த்தை அல்ல. ஐ.ஜி.பி.டி தொகுதிகள் வெப்ப சைக்கிள் ஓட்டுதல், ஈரப்பதம் எதிர்ப்பு, அதிர்வு சோதனைகள் மற்றும் உயர் மின்னழுத்த அழுத்த காட்சிகள் உள்ளிட்ட கடுமையான தகுதி சோதனைக்கு உட்படுகின்றன. அவற்றின் தோல்வி வழிமுறைகள் நன்கு புரிந்து கொள்ளப்பட்டவை, மேலும் அவை சரியான வெப்ப நிர்வாகத்துடன் ஒரு தசாப்தத்திற்கும் மேலாக நம்பத்தகுந்த முறையில் செயல்பட முடியும்.

மேலும், குறுகிய-சுற்று பாதுகாப்பு, தேய்மானக் கண்டறிதல் மற்றும் மென்மையான திருப்புமுனை வழிமுறைகள் போன்ற உள்ளமைக்கப்பட்ட பாதுகாப்பு அம்சங்கள் தவறான சூழ்நிலைகளில் கூட, ஐ.ஜி.பி.டி கள் அழகாக மூடப்பட்டு, வாகனத்தையும் அதன் பயணிகளையும் பாதுகாக்கின்றன என்பதை உறுதி செய்கின்றன.

மின்சார இயக்கத்தின் எதிர்காலத்தை இயக்குகிறது

மின்சார இயக்கத்திற்கான மாற்றம் என்பது மோட்டார்ஸிற்கான இயந்திரங்களை மாற்றுவது மட்டுமல்ல. ஆற்றல் எவ்வாறு நிர்வகிக்கப்படுகிறது, சேமிக்கப்படுகிறது மற்றும் பயன்படுத்தப்படுகிறது என்பதை மறுபரிசீலனை செய்வது இதில் அடங்கும். இந்த மாற்றத்தில் ஐ.ஜி.பி.டி.எஸ் முக்கிய பங்கு வகிக்கிறது. அவை ஆற்றலின் நுழைவாயிலர்களாக செயல்படுகின்றன, பேட்டரியிலிருந்து ஒவ்வொரு வாட் திறமையாக இயக்கமாக மாற்றப்படுவதை உறுதிசெய்கிறது - அல்லது பிரேக்கிங் போது சேமிக்கப்படுகிறது.

ஈ.வி. தத்தெடுப்பு உலகளவில் வளரும்போது, ​​மிகவும் திறமையான, நம்பகமான மற்றும் சிறிய சக்தி மின்னணுவியல் தேவையும் ஆகும். ஐ.ஜி.பி.டி.எஸ், குறிப்பாக அகழி கேட் கட்டமைப்புகள் மற்றும் புலம்-நிறுத்த வடிவமைப்புகள் போன்ற புதுமைகளுடன், இந்த கோரிக்கைகளை பூர்த்தி செய்வதற்காக தொடர்ந்து உருவாகிறது. அவை இறுதியில் சில உயர்நிலை பயன்பாடுகளில் SIC சாதனங்களால் மாற்றப்படலாம், ஆனால் இப்போதைக்கு, அவை EV பவர்டிரெயினின் உழைப்பாளராகவே இருக்கின்றன.

முடிவு

ஐ.ஜி.பி.டி.எஸ் மின்சார வாகனங்களின் ஹீரோக்கள். அவை சக்கரங்களை நகர்த்துவதில்லை அல்லது ஆற்றலைச் சேமிக்காது, ஆனால் அவை பேட்டரியிலிருந்து சாலைக்கு துல்லியமாகவும் திறமையாகவும் பாய்ச்சுவதை உறுதி செய்கின்றன. இழுவை இன்வெர்ட்டர்கள் முதல் மீளுருவாக்கம் பிரேக்கிங், வெப்ப மேலாண்மை வரை ஒருங்கிணைந்த பாதுகாப்பு அம்சங்கள் வரை, IGBT கள் ஒரு EV இன் பவர் ட்ரெயினில் கிட்டத்தட்ட ஒவ்வொரு முக்கியமான செயல்பாட்டையும் ஆதரிக்கின்றன.

வாகன உலகம் பூஜ்ஜிய உமிழ்வு மற்றும் சிறந்த இயக்கம் ஆகியவற்றை நோக்கி ஓடுவதால், ஐ.ஜி.பி.டி.எஸ் மட்டுமல்ல - அவை மாற்றத்தை உந்துகின்றன. அவற்றின் பங்கைப் புரிந்துகொள்வது நவீன மின்சார வாகனங்களை சாத்தியமில்லை, ஆனால் சக்திவாய்ந்த, பாதுகாப்பான மற்றும் திறமையானதாக மாற்றும் சிக்கலான மற்றும் கவர்ச்சிகரமான தொழில்நுட்பத்தை ஒளிரச் செய்ய உதவுகிறது.