電動(dòng)車高壓線的電壓是多少？有什么標(biāo)準(zhǔn)？

GB/T31466 規(guī)定最大電壓575V。

交流3000V。

乘用車系統(tǒng)電壓一般選用144V，288V，甚至更低還有48V混合動(dòng)力；大客車高一些，400V，576V，很少有超過600V的。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定高壓電纜額定電壓分兩個(gè)檔次：一個(gè)是AC600V/DC900V；另一個(gè)是AC1000V／DC1500V。

IGBT模塊在電動(dòng)汽車中的應(yīng)用

1 電動(dòng)汽車中IGBT的工作原理
HEV的電氣系統(tǒng)示意圖如下所示：文章來源：

DM電氣系統(tǒng)示意圖：

IGBT是電動(dòng)汽車中的核心器件之一 電動(dòng)控制系統(tǒng)：用電控系統(tǒng)的IGBT模塊成本約占整車成本10%


車載空調(diào)控制系統(tǒng)
充電系統(tǒng)



電控系統(tǒng)的原理如下圖：


2 IGBT模塊性能及可靠性要求
電動(dòng)汽車用IGBT面臨的挑戰(zhàn)：
工作環(huán)境溫度變化幅度大
個(gè)人駕駛習(xí)慣差異大
路況復(fù)雜
電機(jī)峰值功率高
輸出功率變化頻繁
可靠性要求高，工作壽命長(zhǎng)，失效后影響大
定制化要求：體積、重量、形狀


IGBT性能要求
額定電壓VCES：考慮充滿電后的電池電壓、寄生電感、di/dt等的影響，一般為電池電壓的兩倍以上
額定電流IC：考慮電機(jī)的峰值功率
工作頻率：
需為正溫度系數(shù)，盡量低，關(guān)斷軟度好
安全工作區(qū)：短路耐量高、RBSOA大，最好具有一定的雪崩耐量
模塊熱阻低，熱容大
IGBT可靠性要求：
測(cè)試項(xiàng)目 測(cè)試條件及要求：
溫度循環(huán) (TC) -40℃～125℃，≥1000 cycles
熱沖擊測(cè)試 (TS) -40℃～125℃，≥100 cycles
機(jī)械振動(dòng) (MV) ≥10g，2hrs per axis(x,y,z)
機(jī)械沖擊 (MS) ≥100g，3次,每個(gè)方向（±x,±y,±z）
高溫存儲(chǔ) (HTS) Ta=150℃，≥1000hrs
低溫存儲(chǔ) (LTS) Ta=-40℃，≥1000hrs
高溫反向偏 (HTRB) ≥1000hrs，80% VCES，VGE=0，Tj=150℃
高溫柵極偏壓 (HTGB) ≥1000hrs，Tj=150℃
高溫高濕存儲(chǔ) (H3TRB) ≥1000 hrs，Ta=85℃，RH=85%, 80%VCES，最大不超過100V
壓力鍋試驗(yàn) (AC) ≥96hr，15psig，RH=100%，Ta=121℃
功率循環(huán) (PC) △Tj=100K，≥30000 cycles
3 IGBT在電動(dòng)汽車應(yīng)用中的失效：
IGBT芯片失效：
? 過熱
? 過流
? 動(dòng)態(tài)失效
模塊的老化失效：
? 電極端子、外殼
? 焊接層
其他失效：腐蝕等
IGBT常見失效：
過熱失效：
環(huán)境溫度高
溫度保護(hù)點(diǎn)設(shè)置不合適，溫度保護(hù)不及時(shí)
電流過大，器件損耗過高
熱容低
熱阻高
過壓失效：
? 器件耐壓余量不夠
? 寄生電感大
? 吸收電路
? 過流保護(hù)時(shí)關(guān)斷不合理
過流失效：?jiǎn)��?dòng)、急加速、急減速、半坡起步、電機(jī)堵轉(zhuǎn)/卡死<

<


IGBT常見失效—電極脫落
電極脫落：
電極結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理
電極焊接工藝
裝配


衡量方法：
機(jī)械振動(dòng)/沖擊
IGBT常見失效—焊接分層
材料熱膨脹系數(shù)和韌性
焊料成分
焊料厚度
焊接面積


衡量方法：溫度循環(huán)/沖擊

IGBT常見失效—鍵合線失效
鍵合線有大電流通過時(shí)，鍵合線會(huì)發(fā)生振動(dòng)
鍵合線和Si熱膨脹系數(shù)不一致，在Tj變化的過程中發(fā)生原子重構(gòu)導(dǎo)致鍵合線斷裂
衡量方法：
功率循環(huán)
影響因素
? 鍵合工藝
? 鍵合線成分
? 芯片表面金屬化工藝及成分、



4 主要車用IGBT模塊
HEV IGBT模塊
兩組三相全橋IGBT額定電壓：850V
IGBT芯片集成溫度、電流傳感器
雙面散熱IGBT模塊采用可焊正面金屬工藝，單管封裝
將單管IGBT雙面散熱器散熱
直接水冷IGBT模塊
三相全橋IGBT
650V, 200A/400A/800A
插針狀底板，可直接水冷，熱阻降低50%以上



無焊接IGBT模塊
三相全橋，600V, 600/900A;1200V,300A/450A
芯片與DBC之間采用燒結(jié)工藝
信號(hào)端子為彈簧電極
主電極和DBC上的連接方式為壓接
DBC與底板連接方式為壓接，無TC失效問題

電動(dòng)汽車的交流電壓主要由IGBT決定。電纜的額定電壓是相電壓U0，IGBT逆變器的額定電壓是線電壓U，U＝根號(hào)3倍的U0。<div>電動(dòng)汽車上常用的逆變器是600V，相當(dāng)于U0最大=350V，如果采用1200V的逆變器，U0最大=700V。</div>

［jqk 在 2016-1-4 11:27:17 編輯過］

高鐵“中國(guó)芯” 當(dāng)驚世界殊

2015-10-27 14:44 來源：中國(guó)網(wǎng) 編輯：魯曉光分享到：

從中國(guó)中車股份有限公司了解到，中國(guó)中車永濟(jì)電機(jī)公司已自主研制出我國(guó)最高電壓等級(jí)的高鐵“中國(guó)芯”——6500V/200AIGBT模塊。該模塊的誕生，標(biāo)志著我國(guó)擁有了完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的世界最高電壓等級(jí)IGBT模塊設(shè)計(jì)和制造技術(shù)。(新華社北京10月23日電)

消息傳來，振奮人心。國(guó)產(chǎn)最高等級(jí)6500V高鐵“中國(guó)芯”問世，標(biāo)志著我國(guó)擁有了完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的世界最高電壓等級(jí)的IGBT模塊設(shè)計(jì)和制造技術(shù)，完全替代國(guó)外同類產(chǎn)品在鐵路機(jī)車變流器中的“核芯”位置，提升中國(guó)裝備制造業(yè)“走出去的”競(jìng)爭(zhēng)力，中國(guó)高鐵“空心化”的歷史正在終結(jié)。

據(jù)了解，作為新一代電力半導(dǎo)體器件，IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)廣泛應(yīng)用于軌道交通、電動(dòng)汽車、智能電網(wǎng)等領(lǐng)域，每個(gè)6500V/200AIGBT模塊由8個(gè)指甲大小的“芯片”封裝而成，但就是這個(gè)比成人巴掌略大的IGBT模塊，卻是高鐵列車和大功率機(jī)車上最神奇和關(guān)鍵的部件之一，作為高鐵列車牽引傳動(dòng)系統(tǒng)的核心部件，IGBT模塊直接影響著高鐵列車能否瞬間起跑、舒適飛馳和穩(wěn)定停車，被稱為大功率交流機(jī)車運(yùn)行的“心臟”。

近年來，隨著全球綠色節(jié)能經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)的深入發(fā)展，中國(guó)已成為IGBT模塊最大消費(fèi)國(guó)，年增長(zhǎng)規(guī)模保持在20%。特別是國(guó)家提出“中國(guó)制造2025”發(fā)展規(guī)劃之后，工業(yè)智能化和綠色化發(fā)展成為主題，對(duì)智能控制芯片和IGBT等功率半導(dǎo)體有了更多需求，高速動(dòng)車組、大功率電力機(jī)車上，大功率IGBT模塊是必備的要件。此前，我國(guó)還沒有廠家能夠?qū)崿F(xiàn)6500VIGBT芯片本土產(chǎn)業(yè)化,高壓大功率IGBT芯片一直被國(guó)外企業(yè)壟斷。2014年，雖然自主化牽引傳動(dòng)系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)陸續(xù)投入使用，但所有機(jī)車車輛用6500VIGBT芯片仍然依賴進(jìn)口。為此，國(guó)內(nèi)企業(yè)每年需花費(fèi)數(shù)百億元資金從國(guó)外采購(gòu)IGBT產(chǎn)品，但由于國(guó)外采購(gòu)周期長(zhǎng)達(dá)數(shù)月甚至一年以上，嚴(yán)重制約了我國(guó)軌道交通裝備的自主創(chuàng)新和民族品牌創(chuàng)立，大大降低了國(guó)內(nèi)動(dòng)車、機(jī)車裝備在國(guó)際市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力。

在軌道交通領(lǐng)域，高鐵列車和大功率機(jī)車幾乎代表著世界最高難度的電能轉(zhuǎn)換，高鐵列車和大功率機(jī)車IGBT研制能力的高低，是衡量軌道交通裝備制造水平的根本性標(biāo)志。IGBT尤其是耐高電壓高電流的IGBT，堪稱“半導(dǎo)體領(lǐng)域的珠穆朗瑪峰”。實(shí)現(xiàn)“IGBT芯片——IGBT模塊——牽引傳動(dòng)系統(tǒng)”的全鏈條自主化，掌握高鐵列車三大核心部件之一的牽引系統(tǒng)，一直是軌道交通裝備企業(yè)的夢(mèng)想。這次完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)國(guó)產(chǎn)最高等級(jí)6500V高鐵“中國(guó)芯”問世，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)在高壓IGBT模塊自主開發(fā)領(lǐng)域的技術(shù)空白，一舉打破了國(guó)外壟斷，降低了我國(guó)軌道交通、風(fēng)力發(fā)電等產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中的經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)，為推動(dòng)中國(guó)高鐵和大功率機(jī)車核心技術(shù)完全自主做出了重大貢獻(xiàn)，勢(shì)必增強(qiáng)中國(guó)軌道交通的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)砝碼，助推中國(guó)高鐵走向世界。(李紅日)

斯普樂的電纜適用在高鐵上。

奧美格的高壓線能達(dá)到交流1500V。

斯普樂第一3000V，奧美格第二1500V，福斯第三900V，亨通第四600V。

［4008303666 在 2016-1-19 18:57:50 編輯過］

謝謝分享！

可以參考QC/T1037-2015 道路車輛用高壓電纜汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),一般來說，轎車額定電壓為AC 600V/DC 900;客車為AV 1000V/DC 1500V.

正需要，學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)

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