Technologies

Latest technology

"Inverter Dünyası" Power Electronics | IGBT'nin yeni elektrikli elektrikli araçlardaki uygulamasını okuyun

Serbest bırakmak : 22 Kas 2019

1, IGBT tanımı

IGBT (Yalıtımlı Kapı Bipolar Transistörü) yalıtımlı kapı bipolar transistörü

IGBT modülü, IGBT (Yalıtımlı Kapı Bipolar Transistör Çipi) ve FWD (Serbest Yönlü Diyot Çipi) tarafından belirli bir nokta köprüsünden paketlenmiş modüler bir yarı iletken üründür.

2, IGBT kullanımı

IGBT, enerji dönüşümü ve iletiminin ana aygıtıdır.Genel elektronik aygıtların “CPU'su” olarak bilinir, 600V ve üzeri DC gerilimli dönüştürücü sistemlerine, demiryolu geçişi, akıllı şebekeler, havacılık, elektrikli taşıtlar ve yeni enerji ekipmanı gibi uygulanır.

Paketlenmiş IGBT modülü, eviricilere, UPS kesintisiz güç kaynaklarına ve diğer ekipmanlara doğrudan uygulanır.

3, IGBT modüllerinin özellikleri

IGBT modülü enerji tasarrufu, uygun kurulum ve bakım ve sabit ısı dağılımı sunar.

Halen piyasada bulunan ürünlerin çoğu bu tür modüler ürünlerdir ve IGBT'ler olarak da adlandırılırlar.

4. IGBT'nin fonksiyonunu ve fonksiyonunu en basit dilde özetleyin.

Kontrol enerji dönüşümü ve iletimi

5. Elektrikli araçların neden IGBT'ye ihtiyacı var?

IGBT'nin işlevi, alternatif akım ve doğru akımın dönüşümüdür ve IGBT ayrıca yüksek ve düşük voltaj dönüşüm işlevini de taşır.

Dış şarj olduğunda alternatif bir akımdır, IGBT üzerinden aküye doğru akıma dönüştürülmesi gerekir, aynı zamanda akü paketini şarj etmek için 220V voltajın uygun bir voltaja dönüştürülmesi gerekir.

Batarya boşaldığında, IGBT'den geçen DC gücü, AC motor tarafından kullanılan AC gücüne dönüştürülür ve aynı zamanda AC gücünün frekans dönüşüm kontrolü gerçekleştirilir, elbette, voltaj dönüşümü vazgeçilmezdir.

IGBT, elektrikli araçların temel teknolojilerinden biri olduğu söylenebilen, yarı iletken bir cihazdır, IGBT kalitesi, elektrikli araçların serbest bırakma hızını doğrudan etkiler.

6, IGBT'nin çalışma prensibi

Klima kompresörünü örnek olarak alın: yerel olarak belirtilen 220V'luk voltaj, 50Hz frekansı, evdeki doğrultucu filtre ile altı puan yaklaşık 310V DC elde etmek için, bu DC gücünden sonra, kompresör çalışmasını kontrol etmek için değişken frekanslı güç kaynağını alabilirsiniz; 50 Hz - 30-130 Hz şebeke frekansını dönüştürebilir ve kompresörün daima en iyi durumda olduğu otomatik kademesiz hız değişimini elde etmek için kompresör hızının yumuşak kontrolünü kontrol etmek için güç frekansını kullanabilir.

Elektrikli bir araçta, motor kompresör olarak kabul edilebilir. İki ilke neredeyse aynı.

7, modern ulaşım sistemlerinde IGBT'nin önemi

DC şarj yığınının hammadde maliyetinin% 30'u IGBT

Elektrikli lokomotifler genellikle 500 IGBT modül gerektirir

EMU 100'den fazla IGBT modülü gerektiriyor

Bir metro 50-80 IGBT modülü gerektirir

8, IGBT maliyetinin önemi

IGBT, motor tahrik sisteminin maliyetinin yaklaşık yarısını oluşturur ve motor tahrik sistemi, toplam araç maliyetinin% 15-20'sini oluşturur; bu, IGBT'nin, pil hariç en yüksek ikinci maliyet bileşeni olan toplam araç maliyetinin% 7-10'unu oluşturduğu anlamına gelir. Ayrıca aracın enerji verimliliğini de belirler.

2016 yılında küresel elektrikli araç satış hacmi yaklaşık 900 milyon ABD doları IGBT tüp tüketen yaklaşık 2 milyon adet olup, araç başına ortalama 450 ABD doları olup, pil hariç elektrikli araçların en pahalı kısmıdır.

9. Toyota, dünyadaki kendi IGBT'lerini üretebilen tek otomobil üreticisidir.

Tam da IGBT'nin çok önemli olması nedeniyle Toyota, IGBT tüpünün hibrit aracın geliştirilmesinde tamamen kontrol edilmesi gerektiğini belirledi Toyota, aynı zamanda kendi IGBT tüpünü üretebilecek tek otomobil üreticisidir (başkalarının gofretlerini satın almak ve sonra paketlemek yerine kendi kendine üretilen). ), Prius güçlü bir canlılık kazandı ve şu anda dünyadaki tek güçlü hibrit araç.

10. Çin’in yüksek hızlı demiryolu IGBT pazarı, Japonya’nın Mitsubishi’si tarafından tekelleştirildi.

Mitsubishi Electric'in IGBT'si endüstrinin varsayılan standardı haline geldi.Çin'in yüksek hızlı lokomotif IGBT'si tamamen Mitsubishi tarafından tekelleştirildi.Ayrıca Avrupa'daki Alstom, Siemens ve Bombardier, aynı zamanda Mitsubishi Electric'in IGBT'lerini kullanıyor.

11. Infineon, neredeyse tüm elektrikli araçların IGBT'lerini devraldı.

Japon üreticilere ek olarak, Infineon, tüm IGBT elektrikli araç süpürgelerini süpürdü ve Mitsubishi Electric, Çin'in yüksek hızlı rayının yüksek kârından dolayı sarhoş oldu, neredeyse 2500V'nin altındaki pazarda hiçbir şeyi yoktu.

12. Tesla tarafından kullanılan IGBT'lerin maliyeti

Tesla Model X, Infineon tarafından tedarik edilen 132 IGBT tüpü, arka motor için 96 ve ön motor için 36 kullanmaktadır.Her bir tüpün maliyeti yaklaşık 4-5 dolar, toplam yaklaşık 650 dolar.

Bir modüle geçerseniz, yaklaşık 1200-1600 ABD doları olan 12-16 modüle ihtiyaç duyulduğu tahmin edilir.

Tesla'nın tek bir tüp kullanmasının nedeni esasen maliyettir, özellikle de gücü genel bir elektrikli aracınkinden çok daha büyüktür.Ayrıca, tasarım geliştirme döngüsü kısadır ve tek bir tüp tasarımının benimsenmesi gerekir.

13. Çin'de Üretilen IGBT'lerin Durumu

IGBT 7.5 nesiller için geliştirildi 7. nesil Mitsubishi Electric tarafından 2012 yılında piyasaya sürüldü. Şu anki Mitsubishi Electric seviyesi 7.5 nesiller olarak kabul edilebilir, aynı zamanda Mitsubishi gibi büyük bir fabrika olup olmadığına bakılmaksızın, IGBT'nin yeni nesil SiC teknolojisi Japonya'da yaygın olarak popüler hale geldi. Fuji ve Rohm gibi küçük fabrikalar, SiC bileşenlerini kolayca üretme kabiliyetine sahipler, Çin şu anda üçüncü nesildir ve 20 yıldan fazla bir boşluk bırakmaktadır.

Altıncı neslden beri, IGBT'nin potansiyeli neredeyse azaldı ve herkes enerjisini ısı dağıtımı olan IGBT paketine kaydırdı.

Otomotiv IGBT'lerinin ısı yayılma verimliliği gereksinimleri, endüstriyel sınıflarınkinden çok daha yüksektir ve güçlü titreşim koşulları da göz önünde bulundurulur.Otomotiv sınıfı IGBT'ler endüstriyel sınıfın çok üzerindedir.

Isı dağılımının anahtarı malzemelerdir ve malzeme bilimi bir ülkenin temel biliminin bir tezahürüdür: Çin bu konuda çok gerilerdedir ve Japonya sadece Almanya'da değil, ABD'de de ileridedir.

14, yerli IGBT da başlıyor

Ekim 2015'te, Shenzhen BYD Microelectronics Co., Ltd. ve Shanghai Advanced Semiconductor Manufacturing Co., Ltd., ortak olarak bir IGBT yerli sanayi zinciri kurmak için stratejik bir sanayi ittifakı kurmak için stratejik bir işbirliği anlaşması imzaladı.

Şu anda, BYD, çip tasarımı, gofret imalatı, test etme ve paketleme de dahil olmak üzere IGBT sanayi zincirini entegre etti.

Aralık 2015'te, BAIC Grubu'nun bir iştiraki olan Beiqi New Energy Co., Ltd. ve CRRC'nin bir iştiraki olan China Electric, yeni enerji araçları alanında işbirliğine başlamak için Zhuzhou'da stratejik bir işbirliği anlaşması imzaladı.

[Özet]

Çin'in yüksek hızlı rayı tüm dünyada iyi bir üne sahip ve bununla gurur duyuyoruz;

Çin'in elektrikli araçları aynı zamanda dünyanın en büyük pazarı ve yükselenleri;

Bununla birlikte, çekirdek teknolojinin arayışı hala eksiktir, geliştiremeyeceğimiz gibi değildir, ancak zaman ve birikim gerektirir.

Bu durum C919'un büyük uçakları ile aynıdır: Kendi genel tasarım ve planlamamızı yapıyoruz, ancak motorlar dahil küresel olarak bileşen satın almamızı engellemiyor;

Fakat zaman ayırdığınız sürece, Çinlilerin zekası ve bilgeliği ile bu teknolojilerin ustalaşılmasının hemen köşede olduğuna inanıyorum.