Због бројних изазова са којима се данас суочавају електрична возила нове енергије, увођење нових концепата и нових технологија у конструкцију и дизајн система нових енергетских електричних возила појавило се како време захтева. Нарочито уз континуирано унапређење технологије дизајна уређаја и производног процеса, полупроводнички уређаји са широким појасом постепено ће заменити традиционалне полупроводничке уређаје, који ће се широко користити у електронским системима за напајање нових енергетских возила и постати нови тренд. У овом тренутку, само следеће две вруће теме ће бити дискутоване и објашњене.
*Тржиште енергетске електронике за електрична возила (ЕВ), хибридна електрична возила и возила на бензин и данас наставља да расте. На пример, напонски захтеви типичног система напајања хибридног електричног возила (ХЕВ) крећу се од 12В до 800В, а струја може да достигне стотине ампера. Као резултат тога, силицијум (Си) и полупроводнички уређаји са широким појасом, као што су уређаји од галијум нитрида (ГаН) и силицијум карбида (СиЦ), привлаче велико интересовање.
Полупроводник са широким појасом углавном се односи на полупроводнички материјал чији је појас у појасу (енергетска разлика између најниже тачке појаса проводљивости и највише тачке валентног појаса) већи од 2,2 еВ. Полупроводнички материјали са широким размаком представљени ГаН и СиЦ имају карактеристике велике јачине електричног поља при пробоју, високе граничне фреквенције, високе топлотне проводљивости, високе температуре споја, добре термичке стабилности и јаке отпорности на зрачење. У поређењу са процесима силицијум (Си) и галијум арсенид (ГаАс), СиЦ или ГаН уређаји са широким појасом доносе већу ефикасност, фреквенцију пребацивања, радну температуру и радни напон, чиме се решавају проблеми конверзије енергије. Због тога је неизбежно да ће полупроводнички уређаји са широким појасом постепено заменити традиционалне полупроводничке уређаје.
Тренутно, појава електричних возила је обично потпуно хибридно електрично возило (ФХЕВ), плуг-ин хибридно електрично возило (ПХЕВ) и благо хибридно електрично возило (МХЕВ).
Током поређења, обични аутомобили имају 600 МОСФЕТ-а, врхунски аутомобили имају 100 МОСФЕТ-а, а лаки хибридни аутомобили од 48 В имају 400 МОСФЕТ-а. Силицијумски МОСФЕТ уређај решава проблем високог напона и трошкова. Након решавања проблема пренапонске неравнотеже, нисконапонски енергетски полупроводнички уређаји у серијској конфигурацији стварају ефикасно решење система за конверзију енергије, а такође решавају питања трошкова и ефикасности. Конкретно, систем батерија од 48 В може да издржи транзијенте оптерећења високог улазног напона, док ради са ниским електромагнетним сметњама (ЕМИ), ниским циклусом рада и високом ефикасношћу.
* Из перспективе уштеде енергије и енергетске ефикасности, топлотно управљање електричним возилима нове енергије је још једна врућа тема. То је зато што густина енергије батерије није тако висока као код бензина, а постоје захтеви за температуру радног окружења, а систем треба оптимизовати што је више могуће. Компоненте које се односе на топлоту новог енергетског возила могу се поделити на три дела, а то су мотор и енергетска електроника, батерија за напајање и кокпит. Ове компоненте имају захтеве и за грејање и за хлађење. Ако израчунате да је за сваких 100 километара потребно 24 киловат-часа електричне енергије, отприлике 20% топлоте се користи за одвођење топлоте. На основу процене од 16.000 километара годишње, скоро 7.680 киловат-сати електричне енергије биће искоришћено за потрошњу топлоте за 10 година, што значи губитак од скоро 15.000 до 20.000 јуана. Стога, полазиште треба да буде проналажење равнотеже трошкова у управљању топлотним системом на нивоу целог система, размишљање о дизајну шеме система и дефинисању будућих стратегија.
Сходно томе, овај чланак ће узети благо хибридно електрично возило (МХЕВ) као пример, његове карактеристике примене система од 48В МХЕВ, укључујући и начин коришћења стандардног силиконског конвертора МОСФЕТ кола у 48В МХЕВ, укључујући аутомобилску енергетску електронику која захтева низак ЕМИ, паралелни МОСФЕТ, помоћни систем од 48В и батерија од 48В, 48В фронт-енд конвертор и други проблеми са применом, као и избор дизајна топлотне контроле нове енергије електричног возила, електрични погон и уређај за напајање два главна питања за дискусију и анализу.
