电动汽车的功率器件需求分析报告报告材料

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1、电动汽车功率器件需求分析报告一：市场前景根据《充电设施发展规划(2015-2020)》对于充电设施的规划目标也将配合新能源汽车的目标值。《规划》目标到2020年计划发展充换电站1.2万个，建设充电桩450万个。根据此前下发的《节能与新能源汽车产业发展规划(2011-2020年)》，到2020年我国计划发展新能源汽车500万辆。　　截止2014年底，中国新能源汽车保有量在10万辆左右，建成充电桩超过3万个，电动汽车与充电设施的配置比例超3:1,距离1:1的标配比例仍有较大差距。2014年7月，国务院办公厅发布《关于加快新能源汽车推广应用的指导意见》，要求加快充电

2、设施建设，制定实施新能源汽车充电设施发展规划，鼓励社会资本进入充电设施建设领域，积极利用城市中现有的场地和设施，推进充电设施项目建设，完善充电设施布局。按照平均每个桩60kW来估算，假定每个桩都采用目前主流的vienna加LLC拓扑来实现，则每个桩需要15kW的模块4台，每个模块15kWPFC部分功率MOSFET管为6PCS（650V，49A@100℃），后级两路LLC部分，功率MOSFET管为8PCS（650V，43A@100℃）。每个桩预计需求功率MOSFET管为56PCS。因此，到2020年新能源汽车充电设施，总的功率MOSFET管的需求约为200兆左右

3、。二：15kW充电机功率MOSFET需求15KW系列充电机，输入电压范围为380V±15%，功率为15KW，效率94.5%输出电压范围：低压系列200—550V、高压系列350—750V。15Kw系列充电机前级采用一路15kW的ViennaPFC，后级采用两路7.5kW三电平LLC并联拓扑，两路LLC共用750V直流母线。1.前级ViennaPFC部分前级Vienna拓扑主要优点为：效率高和Mos管和二极管电压应力低，可选用600V/650V等级的MOS管。MOS管损耗主要有开关损耗和导通损耗组成。我们现在采用的是英飞凌的IPW60R041C6与AOS的AOK

4、53S60主要参数对比如下：IPW60R041C6AOK53S60Vds@Tj,max650（V）700(V)Rds(on)0.041（R）0.07(R)Id25℃77.5（A）53（A）Trr950(ns)664(ns)PackageTO-247TO-247n英飞凌的IPW60R041C6和AOS的AOK53S60的电压应力均满足要求；nAOK53S60的Rds(on)是IPW60R041C6的1.7倍，AOK53S60导通损耗较大；n在交流输入380Vac（±20%），理论计算得MOS管最大峰值电流为28.59A，在温度100℃时，IPW60R041C6的

5、Id为49A，AOK53S60的Id为33A.Mos管按照80%的降额，AOK53S60在100℃安全电流为33*0.8=26.4A不能满足要求。2.后级三电平LLC部分15KW系列后级采用三电平LLC半桥拓扑，它可以实现Mos管软开关，可以采用低电压等级的Mos，同时可以实现宽范围输出。电源现在采用的是英飞凌的IPW65R041CFD与AOS的AOK53S60主要参数对比如下：IPW65R041CFDAOK53S60Vds@Tj,max700（V）700(V)Rds(on)0.041（R）0.07(R)Id25℃68.5（A）53（A）Trr250(ns)6

6、64(ns)PackageTO-247TO-247l英飞凌的IPW60R041C6和AOS的AOK53S60的电压应力均满足要求；lAOK53S60的Rds(on)是IPW65R041CFD的1.7倍，AOK53S60导通损耗较大；l在720V直流输入，7.5kW功率输出时，理论计算得MOS电流波形如下图所示：l在温度100℃时，IPW65R041CFD的Id为43.3A，AOK53S60的Id为33A.Mos管按照80%的降额，AOK53S60在100℃安全电流为33*0.8=26.4A不能满足要求；lLLC工作频率为100kHz—350kHz,要求Mos管

7、的反向恢复时间尽量的小，IPW65R041CFD的Trr为250ns，AOK53S60的Trr为664ns。3.辅助电源辅助电源采用反激拓扑，输入电压为150V-375V，功率26W。采用的FairChiLd的型号为FQP4N90C与Aos的AOTF4N90参数对比如下：FQP4N90CAOTF4N90Vds@Tj,max900（V）900(V)Rds(on)4.2（R）3.6(R)Id25℃4（A）4（A）Singleplusedavalancheenergy570mJ158mJPackageTO-220TO-220通过对比可以发现FQP4N90C与AOTF

8、4N90参数相近，其中AOTF4N90