Energetická krize a vědomí ochrany životního prostředí podněcují globální trh s elektrickými vozidly, aby se množil. Podle Mezinárodní energetické agentury (IEA) dosáhl prodej elektromobilů 6.6 milionu v roce 2021 a 2 milionů v prvním čtvrtletí 2022. Do konce roku 1 dosáhl celkový počet elektromobilů na silnicích 2021 milionu.
Rok 2022 bude pro elektromobily dalším šťastným rokem. Společnost Research and Markets předpověděla, že v roce 8.15 se prodá 2022 milionu elektromobilů a v roce 39.2 2030 milionu s CAGR 21.7 %.
Tento článek analyzuje 3 hlavní trendy ve vývoji elektrických vozidel a představí několik souvisejících řešení pro aplikace elektrických vozidel. Ukáže také, jak Tesla vede v jednotlivých trendech.
Trend 1: Softwarově definovaná vozidla s lepším integrovaným hardwarem
Softwarově definovaná vozidla (SDV) jsou rostoucím trendem v automobilovém průmyslu, přičemž elektrická vozidla slouží jako průkopníci. Softwarově definované vozidlo označuje vše, co je v autě řízeno softwarem a upgradováno prostřednictvím OTA (Over-The-Air), jako jsou bezpečnostní prvky, ovládání napájení, ovládání brzd atd. Koncept SDV byl přítomen již v roce 2012 když Tesla přišla na trh. Po Tesle posilují své schopnosti vývoje softwaru i další velké automobilky jako General Motors, Mercedes-Benz a Blackberry. Celkově se vývoj softwaru a simulace staly základním postupem při navrhování vozidel.
Pro realizaci vynikajícího vývoje softwaru by měly být hardwarové komponenty řídicích modulů lépe integrovány a standardizovány. Vezměte si jako příklad Tesla Model 3. K ovládání celého vozidla je použito pouze 5 desek plošných spojů. To ukazuje na pozoruhodnou schopnost hardwarové integrace. Model Y používal ve svém modulu pro ovládání těla (BCM) více elektronických součástek než Model 3, přičemž jeho zadní strana byla implementována s polovodiči. Předpokládá se, že výrobci automobilů budou nadále integrovat funkce do desek plošných spojů stejné velikosti.
Kromě toho Tesla také aplikovala mnoho pasivních komponent na svůj AP kontrolér, aby zajistila bezpečnost jízdy. Na TECHDesign můžete také najít MLCC automobilové třídy Walsin, včetně řad MG a MT. Řada MG má širokou škálu velikostí (0402～1812), vysokou kapacitu, bezolovnaté zakončení a spolehlivý design. Je vhodný pro použití v nejezdeckých úsecích bez certifikace AEC-Q200. Řada MT má různé velikosti od 0201 do 1210, kapacitu 0.1pF～2.2uF a provozní napětí 10V～1000V. A co je nejdůležitější, je kompatibilní s AEC-Q200 s vysokou kvalitou.
1 Walsin (a) MG a (b) řada MT (Zdroj: TECHDesign) Obr.
Trend 2: Spolehlivý systém správy baterií ovládající hustší baterie
Dosáhnout účinného systému správy baterií (BMS) je náročné. Za prvé, lithium-iontové baterie vyžadují velmi přesné podmínky, pokud jde o teplotu a napětí, aby fungovaly bezpečně a efektivně. Za druhé, různé baterie pracují při různých napětích a teplotách. To znamená, že bezpečnostní pracovní okno pro všechny baterie je velmi úzké. Tesla však tyto potíže překonala a vyvinula spolehlivý systém správy baterií pro správu baterií. Jeho Model S využívá 7,104 18650 bateriových článků XNUMX a během nabíjení udržuje stabilní teplotu.
V budoucnu bude pro automobilky stále zásadní otázkou správné řízení baterií. Na druhou stranu, baterie budou neustále hustit, aby se prodloužil dojezd EV. Výrobci automobilů mění počet článků baterie a místo toho používají hustší baterie. Z Modelu S na Model 3 Tesla změnila 7,104 18650 jednotek 5,000 na méně než 2170 4416 jednotek 3684 baterií (s 2976 XNUMX články pro dlouhý dosah, XNUMX XNUMX články pro střední rozsah a XNUMX XNUMX články pro standardní dojezd). Hustší baterie snižují množství baterií ve vozidle a usnadňují správu systému baterií. Proto se hustší baterie staly dalším důležitým trendem pro vývoj elektrických vozidel.
Trend 3: SiC MOSFET a Si IGBT se vzájemně doplňují
Ve srovnání s Si má materiál SiC širší pásmovou mezeru, lepší tepelnou vodivost, vyšší průrazné elektrické pole a rychlejší elektronovou rychlost. V souladu s tím tyto vlastnosti přinášejí nižší svodový proud, nižší provozní teplotu, menší elektrický odpor a vyšší rychlost spínání. Nízký svodový proud prospívá energetické účinnosti; snížený elektrický odpor zmenšuje velikost součásti; vysoká spínací rychlost umožňuje SiC pracovat na vyšší frekvenci.
Poté, co Tesla nahradila Si IGBT za SiC MOSFET ve svých měničích Model 3/Y, hustota výkonu vzrostla. Spolu s modernizací dalších komponent může účinnost hnacího systému Modelu 3/Y dosáhnout až 89 %. Vzhledem k tomu, že použití SiC MOSFET je výhodné pro elektrická vozidla, několik dalších výrobců automobilů, jako jsou BYD, NIO, Jaguar Cars a Land Rover, následovalo ve stopách Tesly vývoj technologie SiC.
Výrobci automobilů však stále potřebují překonat výrobní výzvy a vysoké náklady na SiC MOSFET, takže Si IGBT nebude na trhu zcela nahrazen. V důsledku toho se budou SiC MOSFET a Si IGBT vzájemně doplňovat pro efektivitu a rovnováhu nákladů.
Najděte další komponenty související s automobilovým průmyslem na TECHDesign
Globální trh s elektrickými vozidly neustále roste. MLCC řady MG/MT od Walsinu, které lze aplikovat na elektromobily, jsou k dispozici na TECHDesign. Přijďte se na ně podívat hned teď!
