NOVOSENSE 절연 및 드라이버 기술로 NEV에서 SiC+800V 가능

Jun 18, 2023

뉴스 제공

2023년 3월 31일, 19:36 CST

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상하이, 2023년 3월 31일 /PRNewswire/ -- 현재 신에너지 차량으로 대표되는 신흥 차량이 기존 연료 차량을 빠르게 대체하고 있습니다. 신에너지 차량이 더 많은 사람들의 선택이 되고 있지만, 소비자 경험에 있어 여전히 문제점이 있다는 점에는 의심의 여지가 없습니다. 하나는 불편한 충전 경험이나 느린 충전 속도, 다른 하나는 주행 거리에 대한 불안감이다.

미래 신에너지 자동차 시장 확대를 위해서는 전동화 효율 측면에서 출발이 필요하며, 현재 중요한 추세는 절연 및 구동 기술이 필수인 800V 전기 아키텍처 + SiC 전력소자를 활용하는 것입니다.

자동차 전동화의 새로운 트렌드

차량 전동화 추세는 먼저 고전압 아키텍처를 개발하고, 충전 전압을 높이고 충전 전류를 일정하게 유지하는 조건에서 충전 전력을 높여 5분 충전으로 200km 주행이라는 목표를 달성하는 것입니다. 현재 국내외 일부 차량 모델에 슈퍼 충전 파일이 적용되고 있으며, 많은 모델에 800V 버스 전압도 적용되어 양산되고 있다. 시장 조사에 따르면 2025년까지 800V 고전압 아키텍처를 갖춘 신에너지 차량의 판매량이 약 100만 대에 도달하고 3년간 CAGR(연간 복합 성장률)이 270%에 도달할 것으로 예상됩니다. 2025년에는 800V 아키텍처를 탑재한 신에너지 자동차의 전 세계 판매량이 200만 대에 이를 것으로 예상된다.

두 번째 추세는 고전압 SiC 전력 장치를 사용하는 것입니다. 그 장점은 3세대 반도체 장치가 고전압, 낮은 온-오프 손실, 작은 크기 및 기타 장점을 갖추고 있어 전기 구동 효율을 향상시키고 전기 구동 중량을 최적화하며 범위를 10%-15% 증가시키는 데 도움이 된다는 것입니다. .

위의 두 가지 추세는 절연 IC와 드라이버 IC에 대한 새롭고 더 높은 요구 사항을 제시합니다. 첫째, 800V 고전압 플랫폼의 배터리, 모터 및 전기 제어 시스템(OBC, DC-DC, BMS 포함)과 공기 압축기, PTC 및 전기 드라이버의 전압 수준이 그에 따라 높아집니다.

신에너지 차량의 격리 및 운전자 기술

첫째, 신에너지 차량의 절연은 400V-800V 배터리 전압에서 개인 및 장비의 안전을 보호하기 위한 안전 인증 요구 사항을 기반으로 하며, 프로세서 및 기타 약한 전류 장치에도 고전압 측의 전기 절연을 위한 절연 칩이 필요합니다. 두 번째는 레벨 변환 기능을 실현하기 위해 절연 장치를 사용해야 하는 공통 접지 요구 사항입니다. 세 번째는 더 높은 CMTI(공통 모드 과도 내성)를 달성하고 큰 잡음 간섭을 방지하여 파워 튜브가 잘못 열리게 하는 높은 잡음 저항 요구 사항입니다. 특히, SiC를 적용하면 스위칭 주파수가 상승하여 dv/dt 노이즈가 상대적으로 커질 수 있습니다.

연면거리(Creepage)도 안전 규정 준수 요구 사항 중 하나입니다. 이는 플래시오버 또는 파손(마킹)이 발생하는 칩 포장 표면의 거리를 나타냅니다. 신에너지 자동차의 고전압 배터리, 모터 및 전기 제어 시스템의 일반적인 연면 거리는 8mm의 절연 장치입니다. 배터리, 모터 및 전기 제어 시스템을 800V 전압으로 업그레이드하면 연면 거리도 늘어납니다.

또한, 피크 출력 전류가 크면 전원 튜브를 빠르게 열고 닫는 요구 사항을 충족하기 위해 더 큰 전류로 스위치 튜브를 켜야 합니다. 신에너지 차량은 전기 공기 압축기를 사용하여 구동하며, 주 모터 드라이버와 PTC에도 고전압 전기 절연이 필요합니다.

현재 업계에는 여러 가지 주류 절연 기술이 있으며, NOVOSENSE는 커패시턴스 커플러를 기반으로 한 용량성 절연 기술을 채택합니다. 커패시터 절연 칩에서 절연 커패시터는 두 개의 별도 베어 칩에 위치합니다. 전기 절연을 위해 우수한 향상된 절연 기술을 채택했기 때문에 두 개의 용량성 플레이트가 직렬로 연결되어 향상된 아키텍처에서 절연을 달성합니다. 이들 사이의 분리 매체는 이산화규소로, 이는 분리 강도가 더 높은 일종의 분리 매체입니다. 각 마이크론 절연의 내전압은 400V 이상에 도달할 수 있으며 이는 광 커플러에서 사용하는 절연 매체(에폭시 수지)의 5~6배입니다. 이론적으로 30미크론 두께의 절연 그리드는 10kV 이상의 절연 전압에 도달할 수 있습니다. 측정된 60초 내전압도 12kV 수준에 도달할 수 있다. 또한 채널당 정전용량 절연 차동 전송 아키텍처는 공통 모드 잡음 억제를 개선하는 데에도 도움이 됩니다.