基于负荷特性的车用SiC逆变器寿命评估

电动汽车的运行环境恶劣,对可靠性要求高,电力电子器件的故障率较高,急需评估车用逆变器的寿命特性。针对标准的和实际的车用工况,基于车辆动力学模型,采用功率器件的电–热协同分析方法,文中研究车用SiC逆变器的寿命评估方法。首先,基于电动汽车的工况与路况特征、电动汽车的动力学模型、车用电机的数学模型、电机的控制策略,给出了车用逆变器的负荷特性。其次,基于功率器件的损耗模型,分析车用逆变器的损耗特性。然后,基于功率模块的电–热耦合模型、寿命模型和累计损伤理论,构建车用SiC逆变器寿命的评估方法。最后,基于电动汽车的不同工况和路况,详细分析工况、路况、汽车质量对SiC逆变器寿命的影响规律,为SiC功率模块和车用逆变器的设计,提供基础理论和技术途径。

电力电子器件及其应用的现状和发展

电力电子是现代科学、工业和国防的重要支撑技术,功率器件是电力电子技术的核心和基础,其应用是电力电子技术发展的驱动力。该文对现代电力电子器件,特别是碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)功率器件及当前电力电子应用装置/系统的诸多热点问题(绿色能源应用、电动汽车、LED照明)的现状和发展前景进行简要的综述。

7.5 kW电动汽车碳化硅逆变器设计

第三代功率半导体碳化硅SiC(silicon carbide)具有高耐压等级、开关速度快以及耐高温的特点,能显著提高电动汽车驱动系统的效率、功率密度和可靠性。首先,设计了两电平三相逆变器主电路和带有保护功能的隔离型驱动电路,使用LTSpice仿真分析了门极电阻对驱动性能的影响;其次,建立了逆变器的功率损耗与热阻模型,使用Icepak对散热器进行了散热分析;再次,讨论了PCB板寄生参数对主电路和驱动电路的影响,并提出了减少寄生参数的措施;最后,采用CREE公司的1 200 V/40 mΩ SiC MOSFET制作了1台7.5 kW的实验样机,并给出了测试结果。

基于碳化硅(SiC)功率转换开关器件在商用车领域中的应用

本文在对碳化硅(SiC)半导体技术应用特征分析前提下,将重点对基于SiC功率转换开关器件技术在商用车领域中的应用与优势及安全防撞技术的应用作分析研对。由此亦对面向电动汽车牵引逆变器的汽车功率模块呈现的趋势作说明。