เนื่องจากความท้าทายมากมายที่รถยนต์ไฟฟ้ากำลังเผชิญในปัจจุบันนี้ การนำแนวคิดและเทคโนโลยีใหม่ๆ มาใช้ในการก่อสร้างและออกแบบระบบรถยนต์ไฟฟ้าพลังงานใหม่จึงเกิดขึ้นตามเวลาที่ต้องการ โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่องของเทคโนโลยีการออกแบบอุปกรณ์และกระบวนการผลิต อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์แบบ Wide-bandgap จะค่อยๆ เข้ามาแทนที่อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์แบบเดิม ซึ่งจะถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในระบบอิเล็กทรอนิกส์กำลังยานยนต์พลังงานใหม่และกลายเป็นเทรนด์ใหม่ ขณะนี้ จะมีการพูดคุยและอธิบายเฉพาะหัวข้อยอดนิยมสองหัวข้อต่อไปนี้
*ตลาดอิเล็กทรอนิกส์กำลังสำหรับยานยนต์ไฟฟ้า (EV) รถยนต์ไฟฟ้าไฮบริด และรถยนต์เบนซินยังคงเติบโตอย่างต่อเนื่องในปัจจุบัน ตัวอย่างเช่น ข้อกำหนดด้านแรงดันไฟฟ้าของระบบไฟฟ้ารถยนต์ไฮบริดทั่วไป (HEV) มีตั้งแต่ 12V ถึง 800V และกระแสไฟสามารถเข้าถึงได้ถึงหลายร้อยแอมแปร์ ด้วยเหตุนี้ อุปกรณ์สารกึ่งตัวนำชนิดซิลิกอน (Si) และแถบความถี่กว้าง เช่น แกลเลียมไนไตรด์ (GaN) และอุปกรณ์ซิลิกอนคาร์ไบด์ (SiC) จึงได้รับความสนใจอย่างมาก
เซมิคอนดักเตอร์ช่องว่างแถบกว้างส่วนใหญ่หมายถึงวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ที่มีช่องว่างแถบ (ความแตกต่างด้านพลังงานระหว่างจุดต่ำสุดของแถบการนำและจุดสูงสุดของแถบวาเลนซ์) มากกว่า 2.2 eV วัสดุเซมิคอนดักเตอร์แบบช่องว่างกว้างที่แสดงโดย GaN และ SiC มีลักษณะเฉพาะของความแรงของสนามไฟฟ้าที่มีการสลายสูง ความถี่ตัดสูง การนำความร้อนสูง อุณหภูมิทางแยกสูง เสถียรภาพทางความร้อนที่ดี และความต้านทานรังสีที่แข็งแกร่ง เมื่อเทียบกับกระบวนการซิลิกอน (Si) และแกลเลียมอาร์เซไนด์ (GaAs) อุปกรณ์ SiC หรือ GaN ที่มีช่องสัญญาณกว้างจะทำให้ประสิทธิภาพ ความถี่สวิตชิ่ง อุณหภูมิในการทำงาน และแรงดันไฟฟ้าในการทำงานสูงขึ้น จึงสามารถแก้ปัญหาการแปลงกำลังไฟฟ้าได้ ด้วยเหตุนี้จึงหลีกเลี่ยงไม่ได้ที่อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์แบบแถบกว้างจะค่อยๆ เข้ามาแทนที่อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์แบบเดิม
ในปัจจุบัน ลักษณะที่ปรากฏของรถยนต์ไฟฟ้ามักจะเป็นรถยนต์ไฟฟ้าไฮบริดเต็มรูปแบบ (FHEV) รถยนต์ไฟฟ้าไฮบริดปลั๊กอิน (PHEV) และรถยนต์ไฟฟ้าแบบไฮบริด (MHEV)
ตลอดการเปรียบเทียบ รถยนต์ทั่วไปมี 600 MOSFET รถยนต์ระดับไฮเอนด์มี 100 MOSFET และรถยนต์ไฮบริดไลท์ 48 โวลต์มี 400 MOSFET อุปกรณ์ซิลิกอน MOSFET แก้ปัญหาไฟฟ้าแรงสูงและราคา หลังจากแก้ไขปัญหาความไม่สมดุลของแรงดันไฟเกินแล้ว อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์พลังงานแรงดันต่ำในการกำหนดค่าชุดจะสร้างโซลูชันระบบการแปลงพลังงานที่มีประสิทธิภาพ และยังแก้ปัญหาด้านต้นทุนและประสิทธิภาพอีกด้วย โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ระบบแบตเตอรี่ 48V สามารถทนต่อแรงดันไฟอินพุตสูงชั่วคราวการถ่ายโอนข้อมูล ในขณะที่ทำงานด้วยการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าต่ำ (EMI) รอบการทำงานต่ำและมีประสิทธิภาพสูง
* จากมุมมองของการประหยัดพลังงานและประสิทธิภาพการใช้พลังงาน การจัดการความร้อนของรถยนต์ไฟฟ้าพลังงานใหม่เป็นอีกหัวข้อหนึ่งที่ได้รับความนิยม เนื่องจากความหนาแน่นของพลังงานแบตเตอรี่ไม่สูงเท่ากับน้ำมันเบนซิน และมีข้อกำหนดสำหรับอุณหภูมิสภาพแวดล้อมในการทำงาน และระบบจำเป็นต้องได้รับการปรับปรุงให้ดีที่สุดเท่าที่จะทำได้ ส่วนประกอบที่เกี่ยวข้องกับความร้อนของรถยนต์พลังงานใหม่สามารถแบ่งออกเป็นสามส่วน ได้แก่ มอเตอร์และอิเล็กทรอนิกส์กำลัง แบตเตอรี่พลังงาน และห้องนักบิน ส่วนประกอบเหล่านี้มีทั้งข้อกำหนดด้านความร้อนและความเย็น ถ้าคุณคำนวณว่าต้องใช้ไฟฟ้า 24 กิโลวัตต์-ชั่วโมง ทุกๆ 100 กิโลเมตร ความร้อนประมาณ 20% จะใช้สำหรับการกระจายความร้อน จากการประมาณการการวิ่ง 16,000 กิโลเมตรต่อปี ไฟฟ้าเกือบ 7680 กิโลวัตต์-ชั่วโมงจะถูกนำไปใช้เพื่อการบริโภคความร้อนใน 10 ปี ซึ่งแปลว่าเป็นการสิ้นเปลืองพลังงานเกือบ 15,000 ถึง 20,000 หยวน ดังนั้น จุดเริ่มต้นควรจะหาสมดุลต้นทุนในการจัดการระบบระบายความร้อนที่ระดับของระบบทั้งหมด คิดเกี่ยวกับการออกแบบโครงร่างระบบและคำจำกัดความของกลยุทธ์ในอนาคต
ดังนั้น บทความนี้จะยกตัวอย่างรถยนต์ไฟฟ้าแบบอ่อนไฮบริด (MHEV) เป็นตัวอย่าง ลักษณะการใช้งานระบบ 48V MHEV รวมถึงวิธีการใช้วงจร MOSFET ตัวแปลงซิลิคอนบัคมาตรฐานใน 48V MHEV รวมถึงอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังยานยนต์ที่ต้องการ EMI ต่ำ , MOSFET แบบขนาน ระบบเสริม 48V และแบตเตอรี่ 48V, ตัวแปลงบั๊กส่วนหน้า 48V และปัญหาการใช้งานอื่น ๆ และไดรฟ์ไฟฟ้าควบคุมความร้อนสำหรับรถยนต์ไฟฟ้าพลังงานใหม่และการออกแบบอุปกรณ์ไฟฟ้า การเลือกสองประเด็นหลักสำหรับการอภิปรายและการวิเคราะห์
