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IC新技術助力新能源汽車駛入快車道

    數據顯示,新技2013年全球電動汽車銷量22.6萬輛,術助駛入同比增長74%,力新其中美國銷量14.4萬輛,汽車同比增長173%。快車盡管中國銷量僅1.76萬輛,新技同比增長38%,術助駛入低于全球平均增速,力新但這也從另一個側面說明,汽車中國新能源汽車市場發展潛力相當巨大。快車那么,新技它會給半導體廠商帶來哪些新的術助駛入機遇?哪些產品將更有機會?讓我們聽聽各家之言:
  ADI
  在新能源汽車領域,占據歐美95%以上市場份額的力新系統級芯片ADuC703X主要用于鉛酸電池管理,能夠精確監控電池電量,汽車以實現發動機啟停功能和微混動;針對中混/強混合動力車、快車純電動車鋰電池管理,集成式解決方案AD7280A/AD8280可監控六個電池單元的電壓和溫度輸入,增強型菊花鏈接口可靈活匹配不同電池節數的電池包架構。該器件由電池組供電,可以針對過壓、過溫或欠壓這三種狀況中的任何一種提供共享式或單獨式報警。
  另一方面,由于電動汽車系統中電池管理和電機控制等系統對高壓隔離產品有著強烈需求,ADI也開發了數款針對不同系統的高壓隔離產品。比如電機驅動系統中的高壓隔離門驅芯片系列ADuM3223、ADuM4223,電池管理系統中的高效率隔離變壓器控制芯片系列ADuM347x,以及面向部分特殊應用的隔離模擬采樣、隔離誤差放大器和隔離USB通訊芯片產品。
  IR:
  低壓電機驅動:適用于對安全要求極高的重要應用,如剎車和轉向系統。IR正在開發一種前級驅動器,可以匹配ISO26262標準中ASIL-D類關鍵安全目標要求;IR同樣還開發了40V汽車COOLiR FET技術,可在AUIRFR8405 Dpak封裝中實現小于2mOhm的通態電阻,或在AUIRFS8409-7P D2pak 7引腳封裝中實現小于0.75mOhm的通態電阻;針對24至72V電機控制驅動,IR正在開發特定的中壓IC和FET技術,用以優化功率解決方案。
  新的IR汽車電子封裝方案提高了管芯和封裝尺寸的比率,可從封裝雙面進行制冷,且移除了柵極和源極導線(如DirectFET AUIRF8736M2),從而實現了功率密度和可靠性的增長(在31.5mm2的面積上取得最大1.9 mOhm的通態電阻值)。此外,IR最近已經開發了各種PQFN5*6封裝的汽車電子產品,如最低3.3mOhm的單管AUIRFN8403TR和每開關5.9mOhm的雙管AUIRFN8459TR。

IC新技術助力新能源汽車駛入快車道

  電源:IR具有完整的400V至12V DC/DC解決方案,通過縮減無源元件的重量和尺寸,簡化控制端等措施,在提供高效率的同時降低了諧振拓樸中的系統成本。例如,基于高壓IC的混合,在600V和3.5A輸出時,AUIRS2191STR可以實現快速的開關驅動;其它還包括開關頻率高達200KHz的超快速IGBT AUIRGP65G40D0、雙路6A驅動器AUIRB24427STR和適用于同步整流的汽車DirectFET技術,

  高壓電機驅動:新的COOLiR IGBT技術采用多種封裝形式,如TO247適用于3Kw的壓縮機或其它電子汽車中的輔助逆變器;采用專利型Super247封裝的AUIRGPS4067D0則可將電流性能提高到120A;采用SO8封裝的大電流緊湊型緩沖器AUIR08152S可以提供高達10A的電流,用以驅動極高電流并聯IGBT。對于電動汽車的主驅動,IR還開發了非常緊湊的、可變尺寸的無綁定線封裝COOLiR2die和橋接概念,提供了雙面制冷,增加了可靠性,大大降低了寄生電感和電阻,而這些都是之前未曾實現的。

  Linear:
  所有串聯連接的電池都需要平衡。各節電池之間的自放電速率、電子負載和溫度都是不同的。經過多個充電和放電周期,這些差別會導致電池充電狀態出現嚴重失衡,從而導致電池組容量降低。對大容量電池組而言,被動平衡(即通過一個負載電阻消耗單節電池電量)產生的熱量是不可接受的,高效率、大電流主動平衡器是惟一可行的解決方案。
  LTC3300 用來滿足大型汽車電池系統的雙向主動平衡需求。該器件采用非隔離同步反激式拓撲,一次對12節或更多節相鄰電池中的6節進行平衡,可以提供高達10A的平衡電流。通過交錯連接每個反激式變壓器的副端,從一個12節電的電池模塊向下一個傳送電荷。就典型電池至電池失配情況而言,可以實現非常高的傳送效率(效率>92%)和非常大的容量恢復(>80%)。LTC3300可以通過LTC6804的串行端口加以控制。這兩款IC可構成一個準確、易用的電池監視器及平衡系統。
  LT8584單片反激式DC/DC轉換器采用單向拓撲實現了主動平衡。這種單向方式的優點是,能夠從給定電池向整個電池組重新分配電荷,從而實現了高效率電池放電。這種拓撲只允許在放電方向移動電荷,因此給定電池的“充電”效率比雙向方式低。集成的 6A 功率開關支持 2.5A 平均平衡電流。LT8584 還可以測量平衡電流、芯片溫度和電纜電阻。LT8584 直接連接到 LTC6804 模擬前端 (AFE) IC,又可實現一種易于使用的 IC 監視器和平衡解決方案。
  ROHM:
  不僅是電動汽車,不斷電子化的汽車領域都是可以發揮羅姆所擅長的高品質、高可靠性、高穩定性供貨特長的市場。我們的主要產品包括適用于汽車導航、儀表盤、車身和引擎控制系統等領域的ECU用電源IC、LED驅動器、分立元器件產品和SiC功率元器件。其中,SiC MOSEFT和大容量SiC功率模塊屬于世界首次量產,其擁有的業界最高等級的性能、品質和超低功耗對電動汽車而言相當重要。今后,除繼續強化所擅長的高效率電源管理解決方案(電源IC、從各種分立元器件到模塊化)外,還將與大型MCU制造商合作,提出系統級整體解決方案。
  TE Connectivity:
  新能源汽車的高壓領域一直是一個技術難點。高電壓高電流環境下對于各部件的性能要求更為苛刻。安全、可靠、高效的配電及傳導成為新能源汽車整車安全的核心和關鍵。TE新能源汽車高壓電路的連接、保護和管理解決方案包括:
  新能源汽車通常在大功率的整車電力下運行,電動商用車的驅動系統電壓會高達700VDC以上,電流高達400A,對高壓配電系統的設計及高壓零組件的選用有巨大挑戰。從整車空間、整車架構的復雜度及成本考慮,業界廣泛采用集中式高壓電氣系統架構配電。但是,目前市面上存在的高壓配電盒大都沿用工業高壓配電箱的設計理念,其安全性、可靠性和耐久性都滿足不了汽車的要求。

  TE智能高壓配電盒采用散熱及耐振動優良的鋁合金殼體,通過高速CAN總線 2.0B和整車控制器通訊,具有較高的安全及密封防水等級,在壽命、功耗、體積及重量上也有較大的優勢。同時,TE 同步配套開發了基于此智能高壓配電盒的高壓系統模擬調試應用軟件,在開發前期,即使不連接整車控制器,客戶也可以通過PC對PDU所對應連接的高壓設備及系統進行評估及測試。

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