Changan Automobile介紹了它聲稱(chēng)是世界上第一個(gè)基于硝酸鹽(GAN)的商業(yè)鍍鍍金(GAN)的機(jī)載充電器(OBC)技術(shù)平臺(tái)，該平臺(tái)集成到新推出的Qiyuan E07電動(dòng)汽車(chē)中。該國(guó)最古老的汽車(chē)制造商之一已經(jīng)實(shí)施了Navitas半導(dǎo)體的高功率GAN設(shè)備，以提高車(chē)輛充電系統(tǒng)的功率密度和效率。

Changan Qiyuan E07建立在Changan的SDA平臺(tái)上，是原始的電動(dòng)SUV拾音器混合動(dòng)力車(chē)。它運(yùn)行由三元鋰電池驅(qū)動(dòng)的單一運(yùn)動(dòng)和雙運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。雙運(yùn)動(dòng)版本提供598 hp(440 kW)，達(dá)到210 km/h，但單摩托車(chē)變體可提供343 hp(252 kW)。有關(guān)電池容量和范圍的詳細(xì)信息尚不清楚。

該車(chē)輛配備了高級(jí)LIDAR和相機(jī)，可確保高級(jí)駕駛員輔助功能。出色的功能是其低地球軌道衛(wèi)星連接性，可連續(xù)互聯(lián)網(wǎng)訪(fǎng)問(wèn)。

Changan聲稱(chēng)，基于GAN的OBC在充電和放電方面的效率為96%，功率密度為每升6 kW。該公司還預(yù)測(cè)，較高的效率可能會(huì)延長(zhǎng)汽車(chē)的終生駕駛范圍約10,000公里。長(zhǎng)坦還強(qiáng)調(diào)了可能降低成本的另一個(gè)重要因素。據(jù)該企業(yè)稱(chēng)，與標(biāo)準(zhǔn)OBC解決方案相比，該汽車(chē)的用戶(hù)在其一生中的充電成本下降了15–20%。

由于GAN技術(shù)可以允許更小，更輕，高效的設(shè)計(jì)，因此其在電動(dòng)汽車(chē)電力電子中的接受正在收集蒸汽。相對(duì)于常規(guī)的基于硅的組件，GAN晶體管的開(kāi)關(guān)損失減少了，有助于解釋更好的一般系統(tǒng)性能。盡管基于GAN的OBC一直在開(kāi)發(fā)中，但Changan的商業(yè)整合標(biāo)志著汽車(chē)行業(yè)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。

這種變化符合更多的一般行業(yè)趨勢(shì)，即電動(dòng)汽車(chē)中的較小電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)和更高的效率。隨著制造商試圖最大化能源使用和充電基礎(chǔ)設(shè)施，預(yù)計(jì)GAN技術(shù)在下一代EV設(shè)計(jì)中變得越來(lái)越重要。

Navitas技術(shù)

盡管GAN FET的門(mén)具有非常脆弱的門(mén)，但在同一軟件包內(nèi)集成一個(gè)最佳的門(mén)驅(qū)動(dòng)程序有助于減少此漏洞。 GAN IC確保適當(dāng)?shù)拈T(mén)控制，防止損壞并提高可靠性。

Navitas的Gansafe Power ICS展示了此策略，因?yàn)樗鼈冊(cè)诟邷睾烷L(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行時(shí)間的挑戰(zhàn)性電動(dòng)汽車(chē)情況下提供了強(qiáng)勁的性能。這些第四代基于GAN的IC具有連續(xù)的650 V操作具有800 V峰值的能力，并結(jié)合了柵極驅(qū)動(dòng)控制(零柵極源環(huán)電感)，感應(yīng)和關(guān)鍵保護(hù)功能，以提供最安全的GAN動(dòng)力設(shè)備在行業(yè)中。

gansafe允許將上轉(zhuǎn)速度和關(guān)閉速度修改為簡(jiǎn)化EMI合規(guī)性。內(nèi)置的安全元素包括超快速的短路保護(hù)(50 ns之內(nèi))，2 MHz開(kāi)關(guān)和2 kV ESD保護(hù)，在離散的GAN晶體管中未發(fā)現(xiàn)。

Gansafe IC通過(guò)使用Toll(R DS(ON)=35-98MΩ)和Tolt(R DS(ON) =25-98MΩ)包裝提供良好的熱性能。 Tolt軟件包具有頂部冷卻，以最大的熱量散熱，從而支持高電流用途并簡(jiǎn)化熱管理(圖3)。

電動(dòng)汽車(chē)的gan：提高效率和范圍

與傳統(tǒng)的基于硅的電力電子相比，作為電動(dòng)汽車(chē)(EV)，硝酸鹽(GAN)的主要寬帶半導(dǎo)體材料(EVS)提供了更好的效率，功率密度和熱穩(wěn)定性。這些好處有助于降低系統(tǒng)重量，增加一般性能并擴(kuò)展EV范圍。

對(duì)于重要的電動(dòng)汽車(chē)，使用此類(lèi)板載充電器(OBC)，高壓(HV-to-LV)DC/DC轉(zhuǎn)換器以及動(dòng)力總成集成，GAN能夠在較高的開(kāi)關(guān)頻率下運(yùn)行較低的動(dòng)力損失的能力使它成為合適的。 GAN可以在OBC中提高效率和功率密度，從而降低尺寸和充電時(shí)間。 GAN在HV-TO-LV DC/DC轉(zhuǎn)換器中驅(qū)動(dòng)低能損失，緊湊，高性能解決方案。

盡管SIC在諸如牽引逆變器(800V系統(tǒng))之類(lèi)的高功率應(yīng)用中占主導(dǎo)地位，但GAN在中型汽車(chē)應(yīng)用中有效競(jìng)爭(zhēng)，特別是在48V-400V系統(tǒng)中。 Gan-On-Si技術(shù)目前是最廣泛采用的，該行業(yè)從6英寸到8英寸的晶圓過(guò)渡以提高生產(chǎn)可伸縮性。但是，需要解決8英寸晶圓的晶圓弓和外在缺陷等挑戰(zhàn)。

電動(dòng)汽車(chē)開(kāi)發(fā)的一個(gè)很大的趨勢(shì)是基于GAN的動(dòng)力總成系統(tǒng)的整合，該系統(tǒng)通過(guò)刪除重復(fù)的硬件來(lái)降低重量并提高效率。 GAN適用于Totem-Pole PFC，CLLC和LLC共振DC/DC轉(zhuǎn)換器，其高速開(kāi)關(guān)，零反向恢復(fù)以及超過(guò)100 V/NS開(kāi)關(guān)速度的可能性。隨著汽車(chē)技術(shù)的開(kāi)發(fā)，規(guī)模經(jīng)濟(jì)和徹底的可靠性測(cè)試不斷上升，將有助于更多地推動(dòng)接受。

OBC在電動(dòng)汽車(chē)充電和采用中的作用

電動(dòng)汽車(chē)(EV)的充電時(shí)間不僅取決于路邊充電基礎(chǔ)設(shè)施，還取決于車(chē)輛的載載充電器(OBC)功能。寬帶蓋(WBG)材料的進(jìn)步已使充電速度的顯著提高，路邊充電器從慢速1(3.3 kW)到超快速的DC充電器(最高350 kW)。高壓體系結(jié)構(gòu)(MC標(biāo)準(zhǔn)中最多1,250 V - 大型充電系統(tǒng))需要額定額定值為2300 V的電源設(shè)備，而硅碳化硅(SIC)則出現(xiàn)為關(guān)鍵啟用器。

但是，有效的充電也取決于OBC，該OBC將交流電源轉(zhuǎn)換為高壓直流進(jìn)行電池存儲(chǔ)。雖然800 V電池系統(tǒng)需要1,200 V SIC設(shè)備，但氮化炮(GAN)非常適合最多650 V的系統(tǒng)中的OBC。Navitas等公司正在促進(jìn)基于GAN的OBC技術(shù)，具有單層集成的驅(qū)動(dòng)器和控制功能，提高了效率和效率和效率和效率，并且減少組件計(jì)數(shù)。

盡管EV接受是快速的，但擴(kuò)大充電基礎(chǔ)架構(gòu)仍然存在困難。研究表明，“電荷焦慮”不是范圍限制，可以降低消費(fèi)者的信心。電動(dòng)汽車(chē)必須具有350英里的范圍，如果要激發(fā)主流采用，則必須有20分鐘的費(fèi)用，因此強(qiáng)調(diào)需要對(duì)OBC和路邊充電技術(shù)進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)。