随着环境污染和能源危机的问题日益凸显,新能源汽车受到了越来越多的重视。燃料电池汽车以其清洁、高效等优势,得到迅猛的发展。但燃料电池在电动汽车的应用中存在一些不足。由于燃料电池的特性,输出电压变化较大,导致其无法满足整车需求。现有的燃料电池汽车动力系统一般采用燃料电池系统外接能量储备系统(如高压蓄电池组)作为辅助动力源,来改善系统的动态特性。其中,燃料电池汽车DC-DC控制器将燃料电池的输出电压转换到与直流母线电压相匹配的级别,并根据整车的功率需求和蓄电池组或超级电容的 SOC状态调节燃料电池的输出功率,因此燃料电池DC-DC控制器是动力系统中的关键部件。
由于燃料电池DC-DC控制器的应用环境较为特殊,特别是要求在高频率(≥50kHz)、大电流(输出100-300A)、高电压(输出电压300-800V)、高度集成条件下具备99%以上的转换效率,因此传统的IGBT已经无法满足这一需求,而SiC材料由于其具有“超高频”“高耐压”“低导阻”“低开关损耗”特性则特别适用于这一场景。根据实验室数据,在不同频率下,采用SiC的变换器相比采用Si的变换器效率提升1%-3.1%,这些效率的提升可以显著降低燃料电池汽车整车的运行成本和相同续航里程下的电堆成本,对燃料电池汽车生产和使用的降本十分显著。
利普思半导体推出的E0系列新产品DFS09CU12EYQ1则专门为这一应用场景所开发,Boost电路拓扑,可支持最大150A电流输出,而行业内同等大小的模块仅能实现100A的电流输出:
技术特征
▶ 阻断电压1200V
▶ Rds(on)=9.2mW
▶ 最大有效电流150A
▶ Rth(j-c)=0.09K/W
▶ 车载品质
该E0系列新DFS09CU12EYQ1模块采用车规级设计,环氧树脂灌封,满足燃料电池汽车的可靠性需求,其功率密度水平出众,长宽尺寸仅相当于约2.5个壹圆钱硬币。因此这款产品通过单联、并联的方式可满足目前市面上不同功率的DC-DC控制器的需求,特别是适用于多合一以及液冷等新型的燃料电池DC-DC控制器需求。这款产品性价比高,利于集成,并基于SiC的应用显著提升了燃料电池DC-DC控制器的效率,对系统降本十分有利。
目前已有新能源汽车DCDC控制器应用该E0模块,实现了≥99%的转换效率和高度集成的设计目标。
应用领域
▶ 新能源汽车DCDC
▶ 变频器
▶ 光伏储能
▶ 高频开关应用场景