La technologie d'isolation et de pilote NOVOSENSE permet SiC+800V dans les NEV

Jun 18, 2023

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31 mars 2023, 19h36 CST

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SHANGHAI, 31 mars 2023 /PRNewswire/ -- À l'heure actuelle, les véhicules émergents représentés par les véhicules à énergie nouvelle remplacent rapidement les véhicules à carburant traditionnels. Bien que les véhicules à énergies nouvelles deviennent le choix d'un plus grand nombre de personnes, il ne fait aucun doute qu'ils présentent encore des problèmes dans l'expérience du consommateur. L’un est une expérience de charge peu pratique ou une vitesse de charge lente, et l’autre est l’anxiété liée à l’autonomie.

Pour élargir le futur marché des véhicules à énergie nouvelle, il est nécessaire de partir du point de vue de l'efficacité de l'électrification, et la tendance importante actuelle est d'utiliser une architecture électrique 800 V + des dispositifs d'alimentation SiC, dans lesquels l'isolation et la technologie de pilotage sont indispensables.

Nouvelle tendance de l’électrification des véhicules

La tendance de l'électrification des véhicules est d'abord de développer une architecture haute tension, augmentant la puissance de charge sous condition d'augmentation de la tension de charge et de courant de charge constant, afin d'atteindre l'objectif de parcourir 200 kilomètres en chargeant pendant 5 minutes. À l'heure actuelle, certains modèles de véhicules nationaux et étrangers utilisent une super pile de recharge, et une tension de bus de 800 V a également été appliquée et produite en série pour de nombreux modèles. Des études de marché montrent que d'ici 2025, on s'attend à ce que le volume des ventes de véhicules à énergie nouvelle dotés d'une architecture haute tension de 800 V atteigne environ 1 million d'unités et que le TCAC (taux de croissance annuel composé) sur trois ans atteindra 270 % ; en 2025, les ventes mondiales de véhicules à énergies nouvelles équipées d'une architecture 800V devraient atteindre 2 millions d'unités.

La deuxième tendance est l’utilisation de dispositifs d’alimentation SiC haute tension ; son avantage est que les dispositifs semi-conducteurs de troisième génération présentent une haute tension, une faible perte marche-arrêt, une petite taille et d'autres avantages, contribuant ainsi à améliorer l'efficacité de l'entraînement électrique, à optimiser le poids de l'entraînement électrique et à augmenter l'autonomie de 10 à 15 %. .

Les deux tendances ci-dessus mettent en avant des exigences nouvelles et plus élevées en matière de circuits intégrés d'isolation et de circuits intégrés de pilote. Premièrement, le niveau de tension de la batterie, du moteur et des systèmes de commande électrique (y compris OBC, DC-DC et BMS) de la plate-forme haute tension 800 V, ainsi que du compresseur d'air, du PTC et du pilote électrique, sera augmenté en conséquence.

Isolation et technologie de conduite dans les véhicules à énergies nouvelles

Premièrement, l'isolation des véhicules à énergie nouvelle est basée sur les exigences de certification de sécurité pour protéger la sécurité des personnes et des équipements à la tension de batterie de 400 V à 800 V, et les processeurs et autres appareils à courant faible nécessitent également une puce d'isolation pour l'isolation électrique du côté haute tension ; la seconde est l'exigence de terrain d'entente, qui doit utiliser le dispositif d'isolation pour réaliser la fonction de conversion de niveau ; le troisième concerne les exigences élevées en matière de résistance au bruit pour obtenir un CMTI (immunité transitoire en mode commun) plus élevé et éviter les interférences sonores importantes, entraînant une mauvaise ouverture du tube de puissance ; en particulier, l'application de SiC peut faire augmenter la fréquence de commutation, provoquant un bruit dv/dt relativement important.

La ligne de fuite est également l'une des exigences de conformité en matière de sécurité, qui représente la distance de la surface de l'emballage de la puce pour produire un contournement ou une panne (marquage). La ligne de fuite courante dans la batterie haute tension, le moteur et le système de commande électrique des véhicules à énergie nouvelle est le dispositif d'isolation de 8 mm. Avec la mise à niveau de la batterie, du moteur et du système de commande électrique à une tension de 800 V, la ligne de fuite augmentera également.

De plus, le courant de sortie de crête important nécessite d'allumer le tube de commutation avec un courant plus important pour répondre à l'exigence d'ouverture et de fermeture rapides du tube de puissance. Les véhicules à énergie nouvelle dépendent de compresseurs d'air électriques pour fonctionner, et le pilote du moteur principal et le PTC nécessitent également une isolation électrique haute tension.

À l'heure actuelle, il existe plusieurs technologies d'isolation courantes dans l'industrie, et NOVOSENSE adopte la technologie d'isolation capacitive basée sur un coupleur capacitif. Dans une puce d'isolation de condensateur, les condensateurs d'isolation sont situés sur deux puces nues distinctes. Puisqu'il adopte une technologie d'isolation améliorée supérieure pour l'isolation électrique, deux plaques capacitives sont connectées en série pour obtenir une isolation dans une architecture améliorée. Le milieu d'isolation entre eux est le dioxyde de silicium, qui est une sorte de milieu d'isolation avec une force d'isolation plus élevée. La tension de tenue de chaque micron d'isolation peut atteindre plus de 400 V, soit 5 à 6 fois celle du milieu d'isolation (résine époxy) utilisé par le coupleur optique. Théoriquement, la grille d'isolation d'une épaisseur de 30 microns peut atteindre une tension d'isolation supérieure à 10 kV. La tension de tenue mesurée pendant 60 secondes peut également atteindre le niveau de 12 kV. De plus, l'architecture de transmission différentielle à capacité isolée par canal contribue également à améliorer la suppression du bruit en mode commun.