一文读懂IGBT在新能源电动汽车中的应用
日期:2018-01-16 10:11:41

   

 

  1、IGBT定义

  IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor),绝缘栅双极型晶体管

  IGBT模块是由IGBT(绝缘栅双极型晶体管芯片)与FWD(续流二极管芯片)通过特定的电路桥接封装而成的模块化半导体产品

  2、IGBT的用途

  IGBT是能源变换与传输的核心器件,俗称电力电子装置的“CPU”,应用于直流电压为600V及以上的变流系统如轨道交通、智能电网、航空航天、电动汽车与新能源装备等领域。

  封装后的IGBT模块直接应用于变频器、UPS不间断电源等设备上

  

 

  3、IGBT模块的特点

  IGBT模块具有节能、安装维修方便、散热稳定等特点

  当前市场上销售的多为此类模块化产品,一般所说的IGBT也指IGBT模块

  4、用最简单的语言概括IGBT的功能和作用

  控制能源的变换和传输

  

 

  5、为什么电动汽车需要IGBT?

  IGBT的作用是交流电和直流电的转换,同时IGBT还承担电压的高低转换的功能。

  外界充电的时候是交流电,需要通过IGBT转变成直流电然后给电池,同时要把220V电压转换成适当的电压以上才能给电池组充电。

  电池放电的时候,把通过IGBT把直流电转变成交流电机使用的交流电,同时起到对交流电机的变频控制,当然变压是必不可少的。

  IGBT是功率半导体器件,可以说是电动车的的核心技术之一,IGBT的好坏直接影响电动车功率的释放速度。

  

 

  6、IGBT的工作原理

  以空调压缩机为例:国内规定的电压220V,频率50Hz的电流经整流滤波后得到310V左右的直流电,此直流电经过逆变后,就可以得到用以控制压缩机运转的变频电源,这就能将50赫兹的电网频率转变为30-130赫兹,利用电源频率可以控制平滑控制压缩机转速,达到自动无级变速,使压缩机始终处于最佳工作状态。

  在电动车上,可以把电机看成压缩机。两者原理几乎完全一致。

  7、IGBT在现代交通系统中的重要性

  直流充电桩30%的原材料成本是IGBT

  电力机车一般需要 500 个 IGBT 模块

  动车组需要超过 100 个 IGBT 模块

  一节地铁需要 50-80 个 IGBT 模块

  8、IGBT成本的重要性

  IGBT约占电机驱动系统成本的一半,而电机驱动系统占整车成本的15-20%,也就是说IGBT占整车成本的7-10%,是除电池之外成本第二高的元件,也决定了整车的能源效率。

  2016年全球电动车销量大约200万辆,共消耗了大约9亿美元的IGBT管,平均每辆车大约450美元,是电动车里除电池外最昂贵的部件。

  

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