俄勒岡州波特蘭市——按照我們許多人認為的典型的非黑即白/非此即彼的方式,大多數(shù)半導體制造商做出的選擇是 FinFET(鰭式場效應晶體管)或 FD-SOI(完全耗盡的絕緣體上硅)。然而,由于臺積電 (TSMC)、GlobalFoundries Inc. (加利福尼亞州圣克拉拉市) 和三星 (韓國首爾) 等代工廠必須為其客戶提供這兩種能力,因此越來越多的半導體制造商正在考慮提供兩全其美。
本文將概述如何設計鋰離子電池。它將研究電池的兩個主要組件:電池和電子設備,并將鋰離子電池化學與市場上其他類型的化學進行比較,例如密封鉛酸 (SLA)、鎳金屬氫化物 (NiMH)和鎳鎘 (NiCd),以及它如何影響設計。我們將深入探討鋰離子電池的安全方面,以及電池管理系統(tǒng) (BMS) 如何確保電池以安全運行的方式使用。未來的文章將深入探討這些方面的每一個方面。
根據(jù)政府間氣候變化專門委員會的數(shù)據(jù),交通運輸占全球與能源相關的溫室氣體排放量的 23% 左右,其中公路運輸占 72%。為了應對氣候變化,各國政府對乘用車等輕型車輛實施了更嚴格的排放法規(guī)。雖然該行業(yè)一直通過穩(wěn)步改進內燃機、車輛空氣動力學和輪胎技術來達到這些更高的標準,但一些汽車市場的新規(guī)則可能需要進行重大轉變。
電動汽車 (EV) 會比柴油發(fā)動機產生更多的二氧化碳嗎?在內燃機 (ICE) 中,化學反應會釋放 CO2。電動汽車運行時不會發(fā)生此類排放,但用于生產和驅動電動汽車的過程涉及多個二氧化碳排放步驟。
碳化硅和氮化鎵技術在過去幾年中取得了巨大的發(fā)展,被證明是商業(yè)上可用的節(jié)能技術。來自領先半導體公司、大學和機構的講師解釋了寬帶隙半導體如何實現(xiàn)清潔能源制造、高科技、創(chuàng)造就業(yè)和節(jié)能。
今天的汽車電池必須做的不僅僅是啟動汽車并在旅途中保持收音機開啟。在過去 10 年中,汽車功能和電子產品所需的電量翻了一番,預計未來五年還會再次增加。12V 電池負責為從加熱座椅和娛樂系統(tǒng)到行人檢測系統(tǒng)等尖端安全功能的所有設備供電,并在旅途中維持汽車的電網。
未來十年對地球的生存至關重要。轉向綠色能源比以往任何時候都更加重要。 減緩和適應氣候變化是本世紀最重要的兩個挑戰(zhàn)。這些問題的癥結在于能源困境,或者更具體地說,是能源使用總量和對化石燃料的依賴。為了應對全球變暖,全球必須更有效地利用能源,依靠可再生能源進行運輸、供暖和制冷。
基礎設施是我們必須面對的下一個挑戰(zhàn)。讓我們想想電網以及我們的電動汽車對更多充電站/智能電網的需求。繼電動汽車技術之后,充電站技術必須更進一步、更快速地發(fā)展。你覺得呢?你有沒有什么想法?
得益于動力電池的電力驅動,使電動汽車得以擺脫對化石燃料的必然依賴。而電的來源途徑則是多元化的,除火力發(fā)電、水力發(fā)電外,還有太陽能、風能、核能等等諸多新能源發(fā)電途徑。所以可以認為,電動汽車解決了燃油車所面臨的化石能源不可再生性、不可持續(xù)性的問題。
我們對現(xiàn)代技術的依賴既是福音,也是障礙。技術進步越多,我們使用的越多,我們的能源消耗就越大。即便如此,技術可以幫助提高效率,包括允許組織減少能源使用。
如前幾篇文章所述,大電流流經電纜和高截面連接。需要能夠承受高電流強度而不會損壞自身或在極高溫度下運行的特殊電子元件,以便切換、控制或轉移該電流。電力電子元件是靜態(tài)半導體器件,可以控制微弱的控制信號以產生高輸出功率。
通常,設計人員只關注電源組件和最大化使用能量的最佳技術。但是他們忘記了研究最好的 PCB 解決方案及其相關的最佳電子元件布置。最近,項目已經基于采用能夠承受大工作功率的高度集成的組件。高電流和電壓的管理需要非常復雜的技術挑戰(zhàn)。印刷電路板是熱量必須通過的第一個障礙,它們需要以最佳方式進行設計。
在深入電力電子領域之前,我們將在電力電子課程的第三部分討論一個關鍵主題。電纜、電線、PCB和板用于識別能量傳輸系統(tǒng),這些系統(tǒng)始終需要正確計算和確定尺寸。 設計人員必須從支撐和布線系統(tǒng)開始創(chuàng)建自己的電路。使用強大的電源組件構建的解決方案,但連接結構和電線的結構很差,很快就會失效。
電力電子的概念已經發(fā)展,如今它與與電力轉換、其控制和相對效率相關的技術相關聯(lián)。該部門還與適合能源轉換的所有電氣和電子系統(tǒng)密切相關。在電力電子中進行的電路研究主要集中在效率上。能源是一種非常寶貴的資源,必須以盡可能最便宜的方式使用。正是由于這個原因,必須盡量減少電子設備中的散熱和功率損耗。
提到“切換電源”,前兩個本能的相關反應是術語“高效”和“嘈雜”。相反,如果說“LDO”(低壓差穩(wěn)壓器),則會使用相反的描述性術語:“低效”和“安靜”。不可否認,這些陳詞濫調是真實的,但要小心并確認它們:就像大多數(shù)陳詞濫調一樣,在某些條件和情況下也有例外。