環旭電子 | 深入 xEV 核心，感受蘊藏的力量

01/03/2022

深入 xEV 核心，感受蘊藏的力量

電動汽車的動力總成即為一組帶動車輛持續行駛或提供動力的裝置。隨著全球大眾越來越關心環境和降低碳排放量的議題，世界各國政府也加速批准相關專案申請，來推動電動汽車 (EV) 製造和宣傳。

為了滿足不斷提高的減排要求及標準，汽車原始設備製造商加快了電動汽車和動力總成的設計和開發進程，從而避免潛在損失和可能的罰則。推動著電動汽車數量突然增長的因素包括：

原始設備製造商的市場策略有所改變。
商用電動汽車市場變得成熟。
消費者信心出現變化。

電動汽車的核心價值
為滿足世界各國政府頒佈的環境限制條件，混合動力汽車/電動汽車市場在近幾年開始成為兵家必爭之地。但主要障礙來自製造環節，因為與其他車輛的動力總成相比，電動汽車動力總成包含的部件要少得多。電動汽車的動力總成系統在結構和框架方面，與傳統內燃機 (ICE) 有相當大的差異。

在電動汽車中，有五個主要的電氣系統：車體電路、充電系統、動力總成系統、電動馬達和散熱系統。最重要的即是動力總成系統，它確保車輛可以安全無虞地將您送到目的地。動力總成系統詳細包含的重要元件如下：

電池總成 - 它包含多顆鋰離子電池，用於存儲能量並讓車輛行駛。電池總成所輸出的是直流電 (DC)。
車身控制模組 (BCM) - 車身控制模組控制和監測元件，例如車輛開啟控制裝置、電動車窗、保全裝置、後視鏡等。
直流電 - 交流電轉換器 - 該轉換器能夠將輸出的直流電轉換為交流電，進一步向電動馬達供電。動力傳遞由馬達控制裝置控制和管理，該組轉換器包含向電動馬達輸送電壓的頻率和大小，並根據駕駛員的指令進行加速處理。
散熱管理系統 - 負責維持和控制動力總成元件能在最佳的溫度範圍工作。
電動馬達 - 通過單一速比變速箱將電能轉化為機械能，許多品牌的電動汽車也在馬達中結合發電機，同時創造迴圈發電。
DC-DC轉換器 - 該轉換器通過將固定電壓調整為浮動電壓，以便在多個系統之間輸送電能。它能從電池總成中汲取電力，並降低到所需的電量。
車載充電器 - 將外部所接收到的交流電轉換為直流電，從而控制流入電池總成的電量。
電池管理系統 - 負責管理電池狀態，同時在發生故障時採取必要措施。電池管理系統能確保電池總成發揮最佳效率。

為了讓動力總成系統能夠達到最佳性能，科學家開發了應用于半導體的全新材料，稱為氮化鎵，也稱為“GaN”。氮化鎵GaN 目前被認為是促使動力總成完整輸出的最佳解決方案之一。

由於GaN 的材料特性，可提供更快的開關頻率、更優異的散熱性能和更高功率，被廣泛應用於包括車載充電器、DC-DC轉換器和電動汽車牽引逆變器、資料中心電源、行動電話充電器，以及需要快速充電、降低能源損耗、更加小型化的設備。這些特性也有助於提升電動汽車的續航里程。

GaN 的應用市場預計將在 2026 年達到 11 億美元大關。在 2026 年，消費性應用市場將達到 GaN 市場總量的 61%，成為主要應用。消費性市場總額將增長至約 6.72 億美元，複合年增長率為 69%。汽車市場將增長至約 1.55 億美元，複合年增長率為 185%。

GaN 還要在幾年後才能應用於汽車動力總成，現在所能應用的是傳感設備、DC-DC 轉換器和車載充電設備。GaN 最適合需要高開關頻率和較低電壓的動力應用。然而，800V 動力總成和高功率設備將持續採用 SiC。

近期於2021 年第四季度，環旭電子成為 GaN Systems Inc.（“氮化鎵公司”）資金挹注的戰略投資者。氮化鎵公司是一家領先的功率半導體公司，從事使用第三代半導體材料氮化鎵 (“GaN”) 相關產品的設計、開發和生產，該材料以其電晶體性能和可靠性而著稱。

環旭電子擁有超過四十年的電力模組製造經驗，期待攜手高階領域的合作夥伴，持續強化電動汽車相關電力製造和測試技術，成為業界中獨樹一幟的佼佼者。