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减少热能损耗-电动汽车寻找全新效率转化方案

日期:2021-03-22【返回】

电动汽车(EV)的总动力总成效率为80%,与之相对的,汽油动力内燃机的总动力效率则为17%。 到目前为止,电动汽车中最大的能量消耗是由动力总成(77%-82%)消耗,其次是加热,通风和空调(HVAC)系统,再其次是其他汽车配件,例如后视镜,信息娱乐系统和灯光等。我们正面临的挑战是如何充分利用车载电池提供的有限电力。

电池的充电和放电是一个热能管理问题。电能转换效率会由于阻力和摩擦而损失,两者都会产生热量。如果不加以管理,电子元器件会产生大量热量,从而影响系统性能。

如何选择电动汽车的组件?

来自不同组件的热量可能叠加;因此如果选择最好的组件会对效率大有帮助。一般会造成热量散失的元器件包括:

·等效串联电阻(ESR),这是电容器端子和电极的电阻。当施加纹波电流时,ESR会导致组件的热量上升。ESR取决于组件的构造材料。ESR不是纯电阻,它会随着频率的增加而降低。低ESR对组件自热的贡献较小。ESR对电流产生的热量产生非理想的寄生损耗。

电感器的直流电阻(DCR)应尽可能低,以减少电感器的自发热。尽可能选择具有最低DCR值的电感器,以最大程度地降低功率损耗。

电感器会产生热量,并通过铁芯损耗而降低效率。磁芯损耗是由于交变磁化而产生的,这是磁滞损耗和涡流损耗之和。磁芯损耗可用于计算总功耗和随后的温度上升。Kemet的工程中心有一个“电感铁损计算器”,可以帮助您确定折中方案。

降低自热的组件会提高转化效率。通常,更少的热量产生也有助于提高系统中电子设备的性能并延长其使用寿命。

新产品通过利用可实现高效拓扑的创新技术来提供选择。谐振转换器是一种新的开关拓扑结构,可在开关晶体管导通和关断时降低其能量耗散。谐振转换器将开关晶体管与LC电路结合在一起,组合将电流从方波变为正弦波,晶体管的定时使电流的正弦波过零时会导通和截止,消除电流上升和电压下降时导通时的任何重叠。同样,当开关晶体管截止时,下降电流和上升电压也不会重叠。

KEMET具有多个铝电解薄膜电容器系列,非常适合汽车应用。铝电解电容器可以承受要求非常高的使用寿命,高抗振性和高纹波电流的应用,可提供最高150°C的工作温度和多种额定电压。


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