Changan Automobile介紹了它聲稱是世界上第一個基于硝酸鹽(GAN)的商業(yè)鍍鍍金(GAN)的機(jī)載充電器(OBC)技術(shù)平臺，該平臺集成到新推出的Qiyuan E07電動汽車中。該國最古老的汽車制造商之一已經(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平臺上，是原始的電動SUV拾音器混合動力車。它運(yùn)行由三元鋰電池驅(qū)動的單一運(yùn)動和雙運(yùn)動系統(tǒng)。雙運(yùn)動版本提供598 hp(440 kW)，達(dá)到210 km/h，但單摩托車變體可提供343 hp(252 kW)。有關(guān)電池容量和范圍的詳細(xì)信息尚不清楚。

該車輛配備了高級LIDAR和相機(jī)，可確保高級駕駛員輔助功能。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)訪問。

Changan聲稱，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，較高的效率可能會延長汽車的終生駕駛范圍約10,000公里。長坦還強(qiáng)調(diào)了可能降低成本的另一個重要因素。據(jù)該企業(yè)稱，與標(biāo)準(zhǔn)OBC解決方案相比，該汽車的用戶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，因此其在電動汽車電力電子中的接受正在收集蒸汽。相對于常規(guī)的基于硅的組件，GAN晶體管的開關(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一直在開發(fā)中，但Changan的商業(yè)整合標(biāo)志著汽車行業(yè)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。

這種變化符合更多的一般行業(yè)趨勢，即電動汽車中的較小電力轉(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GAN技術(shù)在下一代EV設(shè)計中變得越來越重要。

Navitas技術(shù)

盡管GAN FET的門具有非常脆弱的門，但在同一軟件包內(nèi)集成一個最佳的門驅(qū)動程序有助于減少此漏洞。 GAN IC確保適當(dāng)?shù)拈T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)樗鼈冊诟邷睾烷L時間運(yùn)行時間的挑戰(zhàn)性電動汽車情況下提供了強(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化熱管理(圖3)。

電動汽車的gan：提高效率和范圍

與傳統(tǒng)的基于硅的電力電子相比，作為電動汽車(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。

對于重要的電動汽車，使用此類板載充電器(OBC)，高壓(HV-to-LV)DC/DC轉(zhuǎn)換器以及動力總成集成，GAN能夠在較高的開關(guān)頻率下運(yùn)行較低的動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間。 GAN在HV-TO-LV DC/DC轉(zhuǎn)換器中驅(qū)動低能損失，緊湊，高性能解決方案。

盡管SIC在諸如牽引逆變器(800V系統(tǒng))之類的高功率應(yīng)用中占主導(dǎo)地位，但GAN在中型汽車應(yīng)用中有效競爭，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)。

電動汽車開發(fā)的一個很大的趨勢是基于GAN的動力總成系統(tǒng)的整合，該系統(tǒng)通過刪除重復(fù)的硬件來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，其高速開關(guān)，零反向恢復(fù)以及超過100 V/NS開關(guān)速度的可能性。隨著汽車技術(shù)的開發(fā)，規(guī)模經(jīng)濟(jì)和徹底的可靠性測試不斷上升，將有助于更多地推動接受。

OBC在電動汽車充電和采用中的作用

電動汽車(EV)的充電時間不僅取決于路邊充電基礎(chǔ)設(shè)施，還取決于車輛的載載充電器(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。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。電動汽車必須具有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OBC和路邊充電技術(shù)進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)。