汽車電子新時(shí)代——Littelfuse產(chǎn)品助力xEV動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)

一、引言

在汽車行業(yè)邁向智能化、電動(dòng)化的今天，先進(jìn)電子技術(shù)在汽車的各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。Littelfuse作為一家在電路保護(hù)、功率控制和傳感領(lǐng)域具有深厚技術(shù)積累的企業(yè)，其產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于xEV（電動(dòng)車輛）的各個(gè)系統(tǒng)中。本文將深入探討xEV市場的發(fā)展趨勢，詳細(xì)介紹Littelfuse產(chǎn)品在xEV動(dòng)力系統(tǒng)各功能模塊中的應(yīng)用及優(yōu)勢。

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二、xEV市場趨勢

（一）市場規(guī)模增長

2019年全球乘用車銷售低迷，但電動(dòng)汽車卻迎來了豐收年，全球電動(dòng)汽車保有量從2018年的510萬輛增長到2019年的720萬輛。預(yù)計(jì)到2030年，全球電動(dòng)汽車銷量將達(dá)到2500萬輛，中國將繼續(xù)在電動(dòng)汽車市場占據(jù)主導(dǎo)地位。

（二）充電基礎(chǔ)設(shè)施完善

2019年全球共有730萬個(gè)充電器，其中650萬個(gè)為私人充電器。便利性、成本效益以及各種支持政策，如優(yōu)惠費(fèi)率、設(shè)備購買激勵(lì)和回扣等，是推動(dòng)充電基礎(chǔ)設(shè)施不斷擴(kuò)展的主要因素。

（三）政策支持與可持續(xù)發(fā)展

各國政府的法規(guī)、環(huán)境擔(dān)憂和性能需求推動(dòng)了汽車向電動(dòng)汽車的轉(zhuǎn)變。政策持續(xù)支持電動(dòng)汽車的部署，并逐漸形成更全面的政策組合。可持續(xù)發(fā)展情景旨在到2030年確保普遍能源接入，大幅減少空氣污染物排放，并符合《巴黎協(xié)定》的全球氣候目標(biāo)。

三、xEV動(dòng)力系統(tǒng)概述

xEV動(dòng)力系統(tǒng)主要包括電池管理系統(tǒng)（BMS）、車載充電器（OBC）、牽引電機(jī)逆變器、DC - DC轉(zhuǎn)換器和電池分配單元（BDU）等功能模塊。這些模塊相互協(xié)作，為車輛提供動(dòng)力和能量管理。

四、Littelfuse產(chǎn)品在xEV動(dòng)力系統(tǒng)中的應(yīng)用

（一）電池管理系統(tǒng)（BMS）

BMS負(fù)責(zé)監(jiān)測和管理電池的狀態(tài)，確保電池的安全和性能。Littelfuse為BMS提供了多種保護(hù)產(chǎn)品，如SMD保險(xiǎn)絲（501A、881等）、TVS二極管（TPSMC、TPSMD等）和TTape?平臺(tái)（TTP）。這些產(chǎn)品具有出色的溫度穩(wěn)定性、快速響應(yīng)故障電流的能力，能夠保護(hù)電池和下游BMS組件免受高故障電流和瞬態(tài)電壓的影響。

（二）車載充電器（OBC）

OBC將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，為車輛電池充電。Littelfuse的產(chǎn)品在OBC中提供了全面的保護(hù)和控制功能。例如，保險(xiǎn)絲（526、527等）提供短路和過載保護(hù)；MOV（AUMOV、SM10）和GDT（CG2、CG3）用于抑制雷擊和系統(tǒng)瞬態(tài)浪涌；SIDACtor?（Pxxx0FNL、Pxxx0SD）和TVS二極管（TPSMB、SZ1SMB等）提供更低的鉗位電壓，保護(hù)敏感電路；門驅(qū)動(dòng)器（IXD_6xxSI、IX4340NE）控制開關(guān)MOSFETs，實(shí)現(xiàn)高效的功率轉(zhuǎn)換。

（三）牽引電機(jī)逆變器

牽引電機(jī)逆變器將直流電轉(zhuǎn)換為交流電，驅(qū)動(dòng)車輛的牽引電機(jī)。Littelfuse的產(chǎn)品在逆變器中起到保護(hù)和控制的作用。TVS二極管（TPSMB、TPSMA6L等）和TVS二極管陣列（AQ24COM - 02、AQ4022）用于抑制瞬態(tài)電壓和ESD、EFT干擾；保險(xiǎn)絲（441A、526等）提供短路和過載保護(hù)；IGBT門驅(qū)動(dòng)器（IXD 6xxSI、IX4340NE）控制開關(guān)MOSFETs，實(shí)現(xiàn)快速的開關(guān)動(dòng)作；熱保護(hù)器（HCRTP - mini）用于保護(hù)MOSFETs免受過熱損壞。

（四）DC - DC轉(zhuǎn)換器

DC - DC轉(zhuǎn)換器將高電壓直流電轉(zhuǎn)換為低電壓直流電，為車輛的電子設(shè)備供電。Littelfuse的產(chǎn)品在DC - DC轉(zhuǎn)換器中提供了類似的保護(hù)和控制功能，如TVS二極管、保險(xiǎn)絲、熱保護(hù)器和門驅(qū)動(dòng)器等。

（五）電池分配單元（BDU）

BDU負(fù)責(zé)分配電池的電能到各個(gè)系統(tǒng)。Littelfuse為BDU提供了高壓直流接觸器（DCNHR）、TVS二極管（TP5.0SMDJ）和輔助保險(xiǎn)絲（10EV、20EV等）。高壓直流接觸器用于連接和斷開電池與電動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)的連接，TVS二極管用于抑制瞬態(tài)電壓，輔助保險(xiǎn)絲用于提供短路和過載保護(hù)。

五、Littelfuse產(chǎn)品的優(yōu)勢

（一）符合標(biāo)準(zhǔn)

Littelfuse的許多產(chǎn)品都經(jīng)過了嚴(yán)格的測試，符合AEC - Q等汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，以及ISO、IEC等國際標(biāo)準(zhǔn)，能夠滿足汽車應(yīng)用的高可靠性要求。

（二）性能卓越

產(chǎn)品具有出色的溫度穩(wěn)定性、快速響應(yīng)時(shí)間、優(yōu)秀的鉗位能力和低泄漏電流等特點(diǎn)，能夠有效保護(hù)電子設(shè)備免受各種電氣干擾和故障的影響。

（三）設(shè)計(jì)靈活

產(chǎn)品具有多種封裝形式和規(guī)格，如表面貼裝器件（SMD）、螺栓安裝形式等，便于工程師進(jìn)行靈活的設(shè)計(jì)和布局。

（四）易于集成

部分產(chǎn)品如TTape?平臺(tái)可以簡單地集成到現(xiàn)有的BMS解決方案中，無需復(fù)雜的校準(zhǔn)和溫度查找表，降低了設(shè)計(jì)和開發(fā)的難度。

六、汽車應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)

汽車電子系統(tǒng)需要滿足一系列嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，以確保其在復(fù)雜的電氣環(huán)境中正常工作。Littelfuse的TVS二極管和二極管陣列等產(chǎn)品符合ISO7637 - 2、ISO16750 - 2和ISO10605等標(biāo)準(zhǔn)，能夠有效應(yīng)對傳導(dǎo)和耦合的電氣干擾、靜電放電等問題。

七、總結(jié)與展望

隨著xEV市場的不斷發(fā)展，對電路保護(hù)、功率控制和傳感產(chǎn)品的需求也將持續(xù)增長。Littelfuse憑借其豐富的產(chǎn)品線和卓越的產(chǎn)品性能，為xEV動(dòng)力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供了可靠的解決方案。作為電子工程師，在設(shè)計(jì)xEV相關(guān)系統(tǒng)時(shí)，我們應(yīng)充分考慮這些產(chǎn)品的優(yōu)勢，結(jié)合具體的應(yīng)用需求，選擇合適的保護(hù)和控制方案，以確保系統(tǒng)的安全、可靠和高效運(yùn)行。同時(shí)，我們也期待Littelfuse在未來能夠推出更多創(chuàng)新的產(chǎn)品，為汽車電子行業(yè)的發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。

你是否在實(shí)際的xEV設(shè)計(jì)中遇到過類似的保護(hù)和控制問題？你對Littelfuse的產(chǎn)品有什么看法和建議？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和想法。