电动汽车功率器件需求分析

1、电动汽车功率器件需求分析报告一：市场前景根据充电设施发展规划(2015-2020)对于充电设施的规划目标也将配合新能源汽车的目标 值。规划目标到2020年计划发展充换电站 1.2万个，建设充电桩 450万个。根据此前下 发的节能与新能源汽车产业发展规划(2011-2020年)，到2020年我国计划发展新能源汽车500万辆。截止2014年底，中国新能源汽车保有量在 10万辆左右，建成充电桩超过 3万个，电动 汽车与充电设施的配置比例超3:1,距离1:1的标配比例仍有较大差距。2014年7月，国务院办公厅发布关于加快新能源汽车推广应用的指导意见，要求加快充电设施建设，制定实施新能源汽车充电设施发展

2、规划，鼓励社会资本进入充电设施建设领域，积极利用城市中现有的场地和设施，推进充电设施项目建设，完善充电设施布局。按照平均每个桩60kW来估算，假定每个桩都采用目前主流的vienna加LLC拓扑来实现，则每个桩需要15kW的模块4台，每个模块 15kW PFC部分功率 MOSFET管为 6PCS( 650V, 49A100C),后级两路 LLC 部分，功率 MOSFET管为 8PCS(650V, 43A100C)。每个桩 预计需求功率 MOSFET管为56PCS因此，到2020年新能源汽车充电设施， 总的功率 MOSFET 管的需求约为200兆左右。二:15kW 充电机功率 MOSFET需求15

3、KW系列充电机，输入电压范围为380V 15%，功率为15KW,效率94.5%输出电压范围：低压系列 200 550V、高压系列350750V。15Kw系列充电机前级采用一路15kW的Vienna PFC后级采用两路 7.5kW三电平LLC并联拓扑，两路LLC共用750V直流母线。1前级Vienna PFC部分精品文档你我共享前级Vienna拓扑主要优点为：效率高和Mos管和二极管电压应力低，可选用 600V/650V等级的MOS管。MOS管损耗主要有开关损耗和导通损耗组成。我们现在采用的是英飞凌的IPW60R041C6与AOS的AOK53S60主要参数对比如下:IPW60R041C6AOK5

4、3S60VdsTj,max650(V)700(V)Rds(o n)0.041(R)0.07(R)Id 25 C77.5(A)53 (A)Trr950 (ns)664 (ns)PackageTO-247TO-247英飞凌的IPW60R041C6和AOS的AOK53S60的电压应力均满足要求；AOK53S60的 Rds(on)是 IPW60R041C6 的 1.7 倍，AOK53S60导通损耗较大；在交流输入380Vac (土 20%),理论计算得MOS管最大峰值电流为 28.59A，在温度100C时，IPW60R041C6的 Id 为 49A, AOK53S60的 Id 为 33A.Mos 管按

5、照 80%的降 额，AOK53S60在100 C安全电流为 33*0.8=26.4A不能满足要求。2后级三电平LLC部分AAAAAARe影r15KW系列后级采用三电平 LLC半桥拓扑，它可以实现Mos管软开关，可以采用低电压等级的Mos，同时可以实现宽范围输出。电源现在采用的是英飞凌的IPW65R041CFD与AOS的AOK53S60主要参数对比如下：IPW65R041CFDAOK53S60VdsTj,max700(V)700(V)Rds(o n)0.041(R)0.07(R)Id 25 C68.5(A)53 (A)Trr250 (ns)664 (ns)PackageTO-247TO-247英

6、飞凌的IPW60R041C6和AOS的AOK53S60的电压应力均满足要求；AOK53S60的 Rds(on)是 IPW65R041CFD的 1.7 倍，AOK53S60导通损耗较大;在720V直流输入，7.5kW功率输出时，理论计算得MOS电流波形如下图所示:丄t 2T 在温度 100 C时，IPW65R041CFD的 Id 为 43.3A, AOK53S60的 Id 为 33A.Mos 管按照 80%精品文档你我共享的降额，AOK53S60在100C安全电流为 33*0.8=26.4A不能满足要求；LLC工作频率为100kHz350kHz，要求Mos管的反向恢复时间尽量的小，IPW65R0

7、41CFD的 Trr 为 250ns，AOK53S60 的 Trr 为 664ns。3辅助电源辅助电源采用反激拓扑，输入电压为150V-375V，功率26W。采用的FairChiLd的型号为FQP4N90C与Aos的AOTF4N90参数对比如下：FQP4N90CAOTF4N90VdsTj,max900(V)900(V)Rds(o n)4.2(R)3.6(R)Id 25 C4(A)4 (A)Sin gleplusedavala nche en ergy570mJ158mJPackageTO-220TO-220通过对比可以发现 FQP4N90C与AOTF4N90参数相近，其中 AOTF4N90采用

8、的是塑封结构,可以使用，实际也通过了测试。三：总结目前辅助电源 MOS管AOTF4N90的性能参数符合 XCD13系列产品应用要求，可以确认 采用；而前级VIENNA,后级LLC所用得功率MOS管目前还不能满足我们的要求：我们希望采用Rds(on)在0.050R以内，Id在75A以上，Vds在600V以上的 MOS管，(快恢复 MOS管的 Trr 在 300ns 以内)；非常感谢AOS提供的技术支持，望后续与 AOS公司有更多的合作机会。出师表两汉：诸葛亮先帝创业未半而中道崩殂，今天下三分，益州疲弊，此诚危急存亡之秋也。然侍卫之臣不懈于内，忠志之士忘身于外者，盖追先帝之殊遇，欲报之于陛下也。诚

9、宜开张圣听，以光 先帝遗德，恢弘志士之气，不宜妄自菲薄，引喻失义，以塞忠谏之路也。AAAAAA宫中府中，俱为一体；陟罚臧否，不宜异同。若有作奸犯科及为忠善者，宜付有司论其 刑赏，以昭陛下平明之理；不宜偏私，使内外异法也。侍中、侍郎郭攸之、费祎、董允等，此皆良实，志虑忠纯，是以先帝简拔以遗陛下：愚 以为宫中之事，事无大小，悉以咨之，然后施行，必能裨补阙漏，有所广益。将军向宠，性行淑均，晓畅军事，试用于昔日，先帝称之曰能”，是以众议举宠为督:愚以为营中之事，悉以咨之，必能使行阵和睦，优劣得所。亲贤臣，远小人，此先汉所以兴隆也； 亲小人，远贤臣，此后汉所以倾颓也。 先帝在时, 每与臣论此事，未尝不叹息痛恨于桓、 灵也。侍中、尚书、长史、参军，此悉贞良死节之臣， 愿陛下亲之、信之，则汉室之隆，可计日而待也。臣本布衣，躬耕于南阳，苟全性命于乱世，不求闻达于诸侯。先帝不以臣卑鄙，猥自枉 屈，三顾臣于草庐之中，咨臣以当世之事，由是感激，遂许先帝以驱驰。后值倾覆，受任于 败军之际，奉命于危难之间，尔来二十有一年矣。先帝知臣谨慎，故临崩寄臣以大事也。受命以来，夙夜忧叹，恐托付不效，以伤先帝之 明；故五月渡泸，深入不毛。今南方已定，兵甲已足，当奖率三军，北定中原，庶竭驽钝， 攘除奸凶