2、電動控制系統的IGBT需要處理的電流大,可靠性要求高。
電動控制系統的原理如圖2所示,主要是通過脈沖寬度調制(PWM)的方式控制IGBT開關,將電流從DC轉換到AC(電池到電機,驅動電機)或者從AC轉化到DC(電機到電池,剎車、下坡時能量回收)。
對于HEV和比亞迪雙模(DM)車型來說,除驅動電機外,另外還有一個發電機(如圖3所示),可以由汽車的發動機帶動其發電,然后通過IGBT模塊AC/DC轉換后向電池充電。在DM車型中,該發電機還可以充當驅動電機的作用。
3、電動汽車中IGBT模塊的參數及可靠性要求。
電動車中的電池電壓較高,一般在200V以上,電機功率也較大,要求IGBT的額定電壓在600V~1200V,額定電流300A以上?!?/span>
1) 由于采用多個IGBT芯片并聯,需要IGBT的VCEsat具有正溫度系數;
2) 在電機驅動電路里,IGBT的開關頻率不是太高,一般在20KHz以內。另外由于工作電流較大,系統復雜,需要選擇飽和電壓(VCEsat)低,關斷特性較“軟”的IGBT;
3) 在實際工作中,IGBT存在負載短路的風險,因此要求IGBT有較好的短路耐量;
4) 考慮到汽車車倉里溫度較高,IGBT的最高可工作結溫Tj不能低于150℃;
5) RBSOA要大,具有一定的雪崩耐量;
6) 耐大電流沖擊能力強,散熱好;
7) 需要極低的EMI,避免干擾驅動控制電路和其他外電路。
電動汽車中IGBT模塊占整車成本近10%。IGBT模塊在電動汽車中發揮著至關重要的作用,是電動汽車的核心技術之一。電動汽車的特殊需求,對IGBT模塊技術提出了更高的要求。電動汽車產業的發展,為IGBT模塊件提供了機遇和挑戰。只有解決好這些問題,才能更好的促進電動汽車的商業化進展。
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