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IC新技术助力新能源汽车驶入快车道IC新

2018-10-26 14:03:13

IC新技术助力新能源汽车驶入快车道IC新技术助力新能源汽车驶入快车道

数据显示,2013年全球电动汽车销量22.6万辆,同比增长74%,其中美国销量14.4万辆,同比增长173%。尽管中国销量仅1.76万辆,同比增长38%,低于全球平均增速,但这也从另一个侧面说明,中国新能源汽车市场发展潜力相当巨大。那么,它会给半导体厂商带来那些新的机遇?那些产品将更有机会?让我们听听各家之言:

ADI

在新能源汽车领域,占据欧美95%以上市场份额的系统级芯片ADuC703X主要用于铅酸电池管理,能够精确监控电池电量,以实现发动机启停功能和微混动;针对中混/强混合动力车、纯电动车锂电池管理,集成式解决方案AD7280A/AD8280可监控六个电池单元的电压和温度输入,增强型菊花链接口可灵活匹配不同电池节数的电池包架构。该器件由电池组供电,可以针对过压、过温或欠压这三种状况中的任何一种提供共享式或单独式报警。

另一方面,由于电动汽车系统中电池管理和电机控制等系统对高压隔离产品有着强烈需求,ADI也开发了数款针对不同系统的高压隔离产品。比如电机驱动系统中的高压隔离门驱芯片系列ADuM3223、ADuM4223,电池管理系统中的高效率隔离变压器控制芯片系列ADuM347x,以及面向部分特殊应用的隔离模拟采样、隔离误差放大器和隔离USB通讯芯片产品。

IR:

低压电机驱动:适用于对安全要求极高的重要应用,如刹车和转向系统。IR正在开发一种前级驱动器,可以匹配ISO26262标准中ASIL-D类关键安全目标要求;IR同样还开发了40V汽车COOLiR FET技术,可在AUIRFR8405 Dpak封装中实现小于2mOhm的通态电阻,或在AUIRFSP D2pak 7引脚封装中实现小于0.75mOhm的通态电阻;针对24至72V电机控制驱动,IR正在开发特定的中压IC和FET技术,用以优化功率解决方案。

新的IR汽车电子封装方案提高了管芯和封装尺寸的比率,可从封装双面进行制冷,且移除了栅极和源极导线(如DirectFET AUIRF8736M2),从而实现了功率密度和可靠性的增长(在31.5mm2的面积上取得1.9 mOhm的通态电阻值)。此外,IR近已经开发了各种PQFN5*6封装的汽车电子产品,如3.3mOhm的单管AUIRFN8403TR和每开关5.9mOhm的双管AUIRFN8459TR。

电源:IR具有完整的400V至12V DC/DC解决方案,通过缩减无源元件的重量和尺寸,简化控制端等措施,在提供高效率的同时降低了谐振拓朴中的系统成本。例如,基于高压IC的混合,在600V和3.5A输出时,AUIRS2191STR可以实现快速的开关驱动;其它还包括开关频率高达200KHz的超快速IGBT AUIRGP65G40D0、双路6A驱动器AUIRB24427STR和适用于同步整流的汽车DirectFET技术,

高压电机驱动:新的COOLiR IGBT技术采用多种封装形式,如TO247适用于3Kw的压缩机或其它电子汽车中的辅助逆变器;采用专利型Super247封装的AUIRGPS4067D0则可将电流性能提高到120A;采用SO8封装的大电流紧凑型缓冲器AUIR08152S可以提供高达10A的电流,用以驱动极高电流并联IGBT。对于电动汽车的主驱动,IR还开发了非常紧凑的、可变尺寸的无绑定线封装COOLiR2die和桥接概念,提供了双面制冷,增加了可靠性,大大降低了寄生电感和电阻,而这些都是之前未曾实现的。

Linear:

所有串联连接的电池都需要平衡。各节电池之间的自放电速率、电子负载和温度都是不同的。经过多个充电和放电周期,这些差别会导致电池充电状态出现严重失衡,从而导致电池组容量降低。对大容量电池组而言,被动平衡(即通过一个负载电阻消耗单节电池电量)产生的热量是不可接受的,高效率、大电流主动平衡器是惟一可行的解决方案。

LTC3300 用来满足大型汽车电池系统的双向主动平衡需求。该器件采用非隔离同步反激式拓扑,一次对12节或更多节相邻电池中的6节进行平衡,可以提供高达10A的平衡电流。通过交错连接每个反激式变压器的副端,从一个12节电的电池模块向下一个传送电荷。就典型电池至电池失配情况而言,可以实现非常高的传送效率(效率 92%)和非常大的容量恢复( 80%)。LTC3300可以通过LTC6804的串行端口加以控制。这两款IC可构成一个准确、易用的电池监视器及平衡系统。

LT8584单片反激式DC/DC转换器采用单向拓扑实现了主动平衡。这种单向方式的优点是,能够从给定电池向整个电池组重新分配电荷,从而实现了高效率电池放电。这种拓扑只允许在放电方向移动电荷,因此给定电池的“充电”效率比双向方式低。集成的 6A 功率开关支持 2.5A 平均平衡电流。LT8584 还可以测量平衡电流、芯片温度和电缆电阻。LT8584 直接连接到 LTC6804 模拟前端 (AFE) IC,又可实现一种易于使用的 IC 监视器和平衡解决方案。

ROHM:

不仅是电动汽车,不断电子化的汽车领域都是可以发挥罗姆所擅长的高品质、高可靠性、高稳定性供货特长的市场。我们的主要产品包括适用于汽车导航、仪表盘、车身和引擎控制系统等领域的ECU用电源IC、LED驱动器、分立元器件产品和SiC功率元器件。其中,SiC MOSEFT和大容量SiC功率模块属于世界首次量产,其拥有的业界等级的性能、品质和超低功耗对电动汽车而言相当重要。今后,除继续强化所擅长的高效率电源管理解决方案(电源IC、从各种分立元器件到模块化)外,还将与大型MCU制造商合作,提出系统级整体解决方案。

TE Connectivity:

新能源汽车的高压领域一直是一个技术难点。高电压高电流环境下对于各部件的性能要求更为苛刻。安全、可靠、高效的配电及传导成为新能源汽车整车安全的核心和关键。TE新能源汽车高压电路的连接、保护和管理解决方案包括:

新能源汽车通常在大功率的整车电力下运行,电动商用车的驱动系统电压会高达700VDC以上,电流高达400A,对高压配电系统的设计及高压零组件的选用有巨大挑战。从整车空间、整车架构的复杂度及成本考虑,业界广泛采用集中式高压电气系统架构配电。但是,目前市面上存在的高压配电盒大都沿用工业高压配电箱的设计理念,其安全性、可靠性和耐久性都满足不了汽车的要求。

TE智能高压配电盒采用散热及耐振动优良的铝合金壳体,通过高速CAN总线 2.0B和整车控制器通讯,具有较高的安全及密封防水等级,在寿命、功耗、体积及重量上也有较大的优势。同时,TE 同步配套开发了基于此智能高压配电盒的高压系统模拟调试应用软件,在开发前期,即使不连接整车控制器,客户也可以通过PC对PDU所对应连接的高压设备及系统进行评估及测试。

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