因为专业

所以领先

客服热线
136-9170-9838
[→] 立即咨询
关闭 [x]
行业动态 行业动态
行业动态
了解行业动态和技术应用

新能源汽车核心技术之“大三电”、“小三电”与新能源汽车芯片清洗

电动汽车是采用动力电池供电,以驱动电机运转,从而驱动整车前行的汽车。以电为核心,电动汽车的核心部件可总结为大三电、小三电。大三电由动力电池、电驱系统、电控系统构成;“DC/DC变换器、车载充电机、高压配电盒”称为小三电。

image.png

一、电动汽车核心技术——大三电


image.png


1.电池

现阶段乘用车的动力电池化学体系主要有两种,即三元锂电池和磷酸铁锂电池。它们基本都是以石墨为负极材料(逐步升级至硅碳负极),以六氟磷酸锂为主的锂盐作为电解质的锂电池,区别主要在于正极材料。

三元锂电池( Ternary Lithium Battery),是指以镍钴锰酸锂(NCM)或镍钴铝酸锂(NCA)为正极材料。

磷酸铁锂电池( Lithium iron phosphate Battery),则是以磷酸铁锂(LFP)为正极材料。

2.电驱系统

电驱系统,也叫电驱动系统,一般由电机,传动机构和变换器组成。

新能源汽车主要是用三相感应异步电机和永磁同步电机。其中,永磁同步电机是新能源乘用车的绝对主力。


image.png

所谓永磁,是指在制造电机转子时加入永磁体,使电机的性能得到进一步的提升。而所谓同步,则指的是转子的转速与定子绕组的电流频率始终保持一致。

因此,通过控制电机的定子绕组输入电流频率,电动汽车的车速将最终被控制。与其他类型的电机相比较,永磁同步电机的最大优点就是具有较高的功率密度与转矩密度,就是在相同质量与体积下,永磁同步电机能够为新能源汽车提供最大的动力输出与加速度。

目前国内电动汽车厂商大多采用永磁同步电机,相较于交流异步电机,永磁同步电机的性能表现更好,并且体积和重量方面也更占优势,而且制造时需要的稀土材料在国内也十分丰富,因此采用永磁同步电机的车型在国内种类繁多。

目前采用永磁同步电机的品牌主要有北汽新能源、比亚迪、小鹏汽车、吉利、奇瑞、威马等品牌,并且制造永磁同步电机的品牌也有很多,其中不泛包括西门子、博世、大陆、博世等机械大厂,北汽新能源和比亚迪也开发了自家的永磁同步电机。

image.png

3.电控

电控系统是电动汽车的总控制台,如同“电动汽车的大脑”,它的发挥决定了电动汽车的能耗、排放、动力性、操控性、舒适性等主要性能指标。


image.png

一般来说,电动汽车的电控系统主要包含三个共性子系统:

电池管理系统(Battery Management System,BMS)

电机控制器(Motor Control Unit,MCU)

整车控制器(Vehicle Control Unit,VCU)

这些控制器之间都是通过CAN网络等实现相互通信。

电池管理系统(BMS, Battery Management System)

image.png

从硬件架构上区分,有两种形式:1、集成式BMS;  2、分布式(主从式)BMS。

其功能核心都是基于芯片、传感器、线束的组合来实现对系统内所有电池的电压、电流、温度信号采集,再根据特定的软件算法计算出电池的SOC、SOH等信息,并反馈给整车控制器VCU综合判断整车状态与电池状态,进行输入、输出功率管控或强制关断,从而保护电池系统稳定、安全、可靠。

(1)电机控制(MCU, Motor control Unit_)

电机控制器也叫逆变器( inverter),是狭义的“电控”,根据VCU的指令,控制电机的旋转状态,其接受动力电池输出的直流电能,逆变成三相交流电提供给电机运转,在电动汽车制动过程中又起到制动回收电能返回电池包的作用。通常由中央控制模块(主控电路板),功率模块(IGBT或Si MOSFET),驱动控制模块(驱动电路板),各种传感器(电流、电压、温度等)组成。

(2)整车控制器( VCU Vehicle control Unit)

VCU是电动汽车各个电控子系统的调控中枢,它是与驾驶员互动主要接口,它接收来自驾驶员的各项操作指令,协调和管理整个电动汽车的运行状态,负责汽车的正常行驶、制动能量回馈、动力电池的能量管理、网络管理故障诊断及处理、车辆状态监控等。主要由一个金属外壳+内部集成电路板+接口插件组成。


二、电动汽车核心技术——“小三电”

1、DC/DC变换器


image.png

燃油汽车中均配置有一个低电压发电机总成,其功能是给车载12V或24V低压电池充电,并为整车提供全部的低压供电。

新能源汽车中,DCDC的作用就是将整车动力电池336VDC或者540VDC转化为12VDC或者24VDC,供整车低压用电器工作,同时具备给铅酸蓄电池充电的功能。DCDC是电动汽车不可或缺的一个关键零部件。

DCDC的控制方式有高压唤醒、硬线激活、CAN唤醒等方式,根据整车的不同需求而选择,目前来说最高效的是CAN唤醒模式,可以减少硬件的布置,节约空间便于布置,当然了CAN唤醒对DCDC的CAN收发模块要求比较高。

目前DCDC的主流电气架构都是移相全桥,大部分采用MOS管来进行高频控制,频率100KHz,高频的开关可以实现大功率的输出,同时也带来了较大的噪声与温升,所以DCDC的设计要着重考虑EMC电磁兼容以及良好的散热条件。为了mos管更好的散热,很多硬件设计师b把管子贴在壳体上,以保证电器的寿命。

基本参数

技术平台:G5/G6

输入电压:30V~800V

输出电压:12V/24V/48V

功率范围:800W~6kW

转换效率:96%

封装方式:水冷、风冷、自然风冷、模块


02车载充电机(on-board charger;OBC)

车载充电机的基本功能是:电网电压经由地面交流充电桩、交流充电口,连接至车载充电机,给车载动力电池进行慢速充电。

车载充电机具有为电动汽车动力电池安全、自动充满电的能力,其依据电池管理系统(BMS)提供的数据,动态调节充电电流或电压参数,执行相应的动作,完成充电过程。

image.png

车载充电机主要由电路板、壳体、接插件、冷却结构等组成。充电机至少具备待机、充电、故障、休眠四个状态。充电机具备输入过压保护、输入欠压保护、过温保护、输出过压保护、输出欠压保护、短路保护等。

电动汽车的OBC主要由功率电路(PFC+移相全桥/LLC)和控制电路组成,可分为单向OBC和双向OBC,单向OBC只能给动力电池充电,双向OBC可以把动力电池的直流电逆变成为家用220V交流电。

image.png

原理时序图

基本参数

输入电压:90V~265V(单相) 200V~460V(三相)

输出电压:200V~800V

充电功率:2kW/3.3kW/6.6kW/10kW/20kW/40kW

转换效率:96%

封装方式:水冷、风冷、自然风冷、模块


03高压配电盒(Power Distribution Unit;PDU)


image.png

高压配电盒即PDU,由于PDU与整车电气布置相关,每个车型的PDU都有差异,所以PDU难以形成标准品。市场上主流方式有两种:一种是针对具体车型定制开发PDU产品;另一种方式是将PDU功能集成到其他零部件中,如针对具体车型定制开发OBC+DC+PDU多合一产品。


三、新能源汽车芯片半导体清洗

针对各类半导体不同的封装工艺如功率器件QFN,为保证产品的可靠性, 研发多款自主知识产权专利清洗剂,针对不同工艺及应用的半导体封装需要的精密清洗要求, 在水基清洗方面开发了较为完整的水基系列产品,精细化对应涵盖从半导体封装到PCBA组件终端,包括有水基清洗剂和半水基清洗剂,碱性水基清洗剂和中性水基清洗剂等。具体表现在,在同等的清洗力的情况下, 的兼容性较佳,兼容的材料更为广泛;在同等的兼容性下, 的功率器件QFN清洗剂清洗的锡膏种类更多(测试过的锡膏品种有ALPHA、SMIC、INDIUM、SUPER-FLEX、URA、TONGFANG、JISSYU、HANDA、OFT、WTO等品牌;测试过的焊料合金包括SAC305、SAC307、6337、925等不同成分),清洗速度更快,离子残留低、干净度更好。

专注电子制程精密清洗20多年经验,在水基清洗剂方面颇有心得,包括油墨水基清洗剂,环保清洗剂,半导体芯片封装水基清洗剂等数十款产品,多年来受到无数客户的青睐。我们有强大的售前技术指导和最贴心的服务,水基清洗,选择合科技,决不会让您失望!

运用自身原创的产品技术,满足芯片封装工艺制程清洗的高难度技术要求,打破国外厂商在行业中的垄断地位,为芯片封装材料全面国产自主提供强有力的支持。

以上便是功率器件的材料的演进与功率器件电子芯片清洗介绍介绍,希望可以帮到您!


[图标] 联系我们
[↑]
申请
[x]
*
*
标有 * 的为必填
Baidu
map