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為什么要混合電動化? 三相電機驅動架構 來源:安森美半導體

關鍵詞:混合電動化 三相電機驅動

時間:2021-06-21 16:18:34      來源:網絡

在建筑和采礦業中,使用不同類型的重型設備。該博客主要關注運土車輛,例如自卸卡車、挖掘機和推土機。據估計,到 2025 年,其中110 萬輛汽車將在全球銷售。在全球范圍內,我們目睹了 2020/21 年的封鎖、宵禁和其他限制措施,使建筑和采礦業幾近停滯,對經濟造成巨大影響。

作者: Pramod Patil 

在建筑和采礦業中,使用不同類型的重型設備。該博客主要關注運土車輛,例如自卸卡車、挖掘機和推土機。據估計,到 2025 年,其中110 萬輛汽車將在全球銷售。在全球范圍內,我們目睹了 2020/21 年的封鎖、宵禁和其他限制措施,使建筑和采礦業幾近停滯,對經濟造成巨大影響。這個細分市場。盡管存在掙扎,但預計會因以下趨勢而重新獲得動力:

如下圖所示,在工程車輛市場中觀察到三個關鍵的大趨勢。

電氣化:由嚴格的排放法規驅動。

操作員舒適度:受政府安全法規和生產力需求的驅動。

自動化/遠程驅動:由生產力、效率和安全要求驅動。


圖 1. 工程車輛市場的大趨勢

為什么要混合電動化?

重型車輛用于城市地區的建筑和土方活動。通常,運營地點位于低排放區或零排放區。實現嚴格的排放和噪音標準以及降低油耗的需求,促使工程車輛制造商和一級供應商采用電氣化。這些重型車輛非常耗能,這導致電池成本需要大量投資,因此目前完全電氣化的方法在經濟上不可行。因此,制造商采用了溫和的混合方法來滿足即將到來的排放和噪音標準。

電氣化對該細分市場意味著什么?

燃料成本最多可節省 10-12%。
最多可減少 12% 的 CO2排放量。
燃油效率高達 17%。
減少噪音污染。
增強操作員的安全性和舒適性。

在典型的混合動力工程機械中,如圖 2 所示,液壓和輔助電力負載等大功率功能由強大的 48V 發電機充電的 48V 電池有效供電,類似于混合動力汽車。這種方法可以在負載減少期間進行能量回收,并以更有效的方式利用內燃機動力。


圖 2. 三相電機驅動架構

圖 2 中的框圖還顯示了典型的三相電機驅動架構,其中組件的選擇取決于效率和功率密度要求。在 48V 應用中,功率級基于 80V/100V MOSFET 器件,該器件經過適當設計,可為電機提供所需的電流。安森美半導體提供各種一流的MOSFET 解決方案組合,這些解決方案具有極低的 RDSON、出色的開關行為和緊湊的功率封裝,例如NVMTS1D2N08H(80V、337A、1.1mΩ,采用 TOLL 封裝)。

作為分立實施的替代方案,安森美半導體提供采用靈活、高性能傳遞模塑封裝技術的APM 模塊平臺。特別是,APM19使用一流的 80V/100V MOSFET 技術在 40 x 25 毫米封裝中集成了完整的三相驅動級。它是實現 48V 域中大多數關鍵電源應用所需的出色熱學和電氣性能的完美解決方案。基于傳遞模制APM19 模塊平臺的電源模塊符合 AQG 324 標準。

無需原始設備制造商和一級供應商的大量投資,48V 解決方案即可解決以下應用:

·  電動風扇、電動渦輪模式、電動工作液壓、電動交流壓縮機、電動回轉驅動(挖掘機)和48-12 DC-DC轉換等輔助和液壓系統的48V發電和存儲
·  水泵
·  電動助力轉向系統
·  動力總成輕度/混合動力

為了完善工程車輛各個級別電氣化的產品,提供了多種輔助功能,例如電流檢測放大器和柵極驅動器產品系列。此類機械的任務要求高可靠性、堅固性和使用壽命,同時又不犧牲可擴展性和緊湊的結構設計。安森美半導體的創新和汽車認證解決方案可以應對這一細分市場的挑戰。

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