使用寬帶隙半導(dǎo)體為電動(dòng)汽車供電，第一部分

車輛電氣化是減少道路交通溫室氣體排放計(jì)劃的關(guān)鍵部分。與傳統(tǒng)的硅替代品相比，寬帶隙半導(dǎo)體具有多種優(yōu)勢(shì)，因此可以改進(jìn)電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力汽車。在這個(gè)與 FTEX 的聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席技術(shù)官 Alexandre Cosneau 的討論中，我們將發(fā)現(xiàn)電動(dòng)汽車的動(dòng)力總成技術(shù)和 GaN 的優(yōu)勢(shì)。Cosneau 正在尋找優(yōu)化電源轉(zhuǎn)換的方法，從電池設(shè)計(jì)到電機(jī)效率，這對(duì) FTEX 技術(shù)和解決方案至關(guān)重要。

如我們所知，運(yùn)輸占溫室氣體排放量的 20% 左右，其中運(yùn)輸占這一份額的四分之三。電動(dòng)汽車是能源革命的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)力，預(yù)計(jì)將增加對(duì)可再生能源發(fā)電的需求。車輛電氣化是減少道路交通溫室氣體排放計(jì)劃的關(guān)鍵部分。

電動(dòng)汽車的技術(shù)進(jìn)步正在降低成本，但最重要的是提供了許多消費(fèi)者所要求的更大范圍的效率。更高功率密度的電池、更高效的電動(dòng)機(jī)以及用于整個(gè)動(dòng)力總成的新型寬帶隙半導(dǎo)體解決方案的組合正在推動(dòng)市場(chǎng)發(fā)展。不完美的半導(dǎo)體將轉(zhuǎn)化為表現(xiàn)不佳的電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力汽車，限制了作為傳統(tǒng)汽車替代品的可行性。與傳統(tǒng)的硅替代品相比，寬帶隙半導(dǎo)體具有多種優(yōu)勢(shì)，因此可以改善電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力汽車。

GaN 解決方案非常適合 AC/DC 車載充電器和電動(dòng)汽車中的高壓到低壓 DC/DC 轉(zhuǎn)換器。今天，我們將與 FTEX 的聯(lián)合創(chuàng)始人兼 CTO Alexandre Cosneau 交談，我們將重點(diǎn)關(guān)注氮化鎵。FTEX 聯(lián)合創(chuàng)始人 Alexandre Cosneau 從事高頻和大功率轉(zhuǎn)換器以及電動(dòng)機(jī)控制器的工作。Alexandre 正在尋找優(yōu)化從電池設(shè)計(jì)到電機(jī)效率的電源轉(zhuǎn)換的方法，這對(duì)于 FTEX 技術(shù)和解決方案至關(guān)重要。作為首席技術(shù)官，他負(fù)責(zé)監(jiān)督技術(shù)開發(fā)團(tuán)隊(duì)。讓我們和亞歷山大談?wù)劇?

FTEX 是一家傳動(dòng)系統(tǒng)解決方案公司。我們專注于 GaN 驅(qū)動(dòng)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器或逆變器。我們處于中低功率范圍，大約為 250 瓦至 3 千瓦。我們主要驅(qū)動(dòng)三相 BLDC 電機(jī)，用于個(gè)人移動(dòng)和休閑車。我們第一次進(jìn)入市場(chǎng)是在功率范圍的低端。所以電動(dòng)自行車，也可以控制很多動(dòng)力，我們有兩輪驅(qū)動(dòng)的摩托車。他們有點(diǎn)像野獸。在那之后，我們將轉(zhuǎn)向休閑車，比如Ski-Doos這樣的更高功率，車輛之類的。

如我們所知，電動(dòng)汽車的動(dòng)力總成系統(tǒng)涉及車載充電器、電池和電池管理系統(tǒng)等多種解決方案。顧名思義，動(dòng)力總成為車輛提供動(dòng)力。它表示產(chǎn)生移動(dòng)車輛所需動(dòng)力的一組組件;在這種情況下，移動(dòng)電動(dòng)機(jī)。那么 GaN 對(duì)電動(dòng)汽車有哪些優(yōu)勢(shì)?特別是，考慮到某種競爭，如果我們可以使用這個(gè)詞，碳化硅會(huì)面臨哪些挑戰(zhàn)?

我認(rèn)為 GaN 在每個(gè)系統(tǒng)中都占有一席之地，也許不是 BMS，因?yàn)樗且粋€(gè)成本受限的系統(tǒng)。因此，目前基于硅的 MOSFET 已經(jīng)綽綽有余。但對(duì)于車載充電器，我真的認(rèn)為 GaN 有很大的潛力，因?yàn)槟阆霚p小車載充電器或車輛中輔助電源轉(zhuǎn)換器的尺寸。因此，GaN 的高頻方面確實(shí)可以幫助實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。

當(dāng)談到電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)，我認(rèn)為這將取決于這輛車的功率率。所以在功率的低范圍到中驅(qū)動(dòng)，所以我們說 20 到 30 千瓦。所以對(duì)于觀眾來說，就像摩托車一樣，例如，發(fā)揮了所有這種力量。GaN 顯然比碳化硅具有優(yōu)勢(shì)，只是因?yàn)槟切┨蓟杈w管用于較高的電壓部分。這是他們真正表演的地方。所以主要是為了那個(gè)。但當(dāng)然，有成本限制。有一個(gè)認(rèn)證。因此，GaN 在這方面也有一些挑戰(zhàn)需要解決。這就是系統(tǒng)集成商的工作。好吧，例如，F(xiàn)TEX 是一個(gè)系統(tǒng)集成商。我們處理這個(gè)問題，所以潛力巨大。

所以 GaN 在我們的系統(tǒng)中占有一席之地。Alexandre 表示，也許不是 BMS，因?yàn)樗且粋€(gè)成本受限的系統(tǒng)。對(duì)于車載充電器，他認(rèn)為 GaN 具有很大的潛力，因?yàn)槲覀兿Ｍ麥p少側(cè)面以及車輛中的輔助電源轉(zhuǎn)換器。電動(dòng)汽車不會(huì)成為專業(yè)人士的重大轉(zhuǎn)變。他認(rèn)為化學(xué)工程師會(huì)在電池方面做很多工作。對(duì)于機(jī)械工程來說，這是一個(gè)非常密集的變化。特別是在電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)和材料方面正在進(jìn)行大量研究。體積是成本降低的一部分。所以現(xiàn)在，電動(dòng)汽車似乎代表了道路上的極少數(shù)車輛。因此，Alexandre 表示，還需要考慮制造技術(shù)，例如材料提取技術(shù)。