ADVERTISE SUBSCRIBE TECHNICAL ARTICLES EVENTS ETNdigi ABOUT USCONTACT
till april # Rohde square mxo5

ETNtv

 
ECF23 videos
  • Milan Piskla & David Gustafik, Ciklum
  • Jarno Ahlström, Check Point Software
  • Tiitus Aho, Avnet Embedded
  • Hans Andersson, Acal BFi
  • Pasi Suhonen, Rohde & Schwarz
  • Joachim Preissner, Analog Devices
ECF22 videos
  • Antti Tolvanen, Etteplan
  • Timo Poikonen, congatec
  • Kimmo Järvinen, Xiphera
  • Sigurd Hellesvik, Nordic Semiconductor
  • Hans Andersson, Acal BFi
  • Andrea J. Beuter, Real-Time Systems
  • Ronald Singh, Digi International
  • Pertti Jalasvirta, CyberWatch Finland
ECF19 videos
  • Julius Kaluzevicius, Rutronik.com
  • Carsten Kindler, Altium
  • Tino Pyssysalo, Qt Company
  • Timo Poikonen, congatec
  • Wolfgang Meier, Data-Modul
  • Ronald Singh, Digi International
  • Bobby Vale, Advantech
  • Antti Tolvanen, Etteplan
  • Zach Shelby, Arm VP of Developers
ECF18 videos
  • Jaakko Ala-Paavola, Etteplan CTO
  • Heikki Ailisto, VTT
  • Lauri Koskinen, Minima Processor CTO
  • Tim Jensen, Avnet Integrated
  • Antti Löytynoja, Mathworks
  • Ilmari Veijola, Siemens

logotypen

 2023  # square  (4)
TMSNet  advertisement
ETNdigi
A la carte
AUTOMATION DEVICES EMBEDDED NETWORKS TEST&MEASUREMENT SOFTWARE POWER BUSINESS NEW PRODUCTS
ADVERTISE SUBSCRIBE TECHNICAL ARTICLES EVENTS ETNdigi ABOUT US CONTACT
Tweet

Sähköauto vie voimansiirron korkeampiin jännitteisiin

Tietoja
Kirjoittanut Veijo Ojanperä
Julkaistu: 30.01.2023
  • Devices
  • Power

Siirtyminen sähköautoihin mullistaa ajoneuvojen voimansiirron ja vaatii uusia komponenttiratkaisuja. Tässä artikkelissa esittelemme korkeajännitesovelluksia käyttävää sähköajoneuvojen tekniikkaa ja esittelemme Samsung Electro-Mechanicsin korkeajännitteisen autojen MLCC-komponentit (monikerroksiset keraamiset kondensaattorit).

Globaaleilla automarkkinoilla on käynnissä massiivinen siirtymä sähköajoneuvoihin. Toistaiseksi polttomoottoriajoneuvoissa on vastattu kiristyneisiin päästörajoituksiin parantamalla voimansiirtoa. Päästösäännökset, ajomukavuutta lisäävät teknologiat ja itse ajaminen ovat johtaneet autojen sähköistymiseen. Elektroniikkayksiköiden määrän lisääntyessä ajoneuvon virrankulutus kasvoi. Akkujännitteet ovat muuttuneet vastaamaan lisääntyneitä virrankulutusvaatimuksia, ja ne liittyvät tehokkaisiin sähköjärjestelmiin.

Ajoneuvojen sähköistyminen ja akkujännitteet

Auton akun jännitteen nousu liittyy sähköistymistrendiin. Sähköistystrendin ymmärtämiseksi meidän on ensin katsottava taaksepäin, kuinka auton akun jännite on muuttunut. Ennen 1950-luvun puoliväliä ajoneuvojen käyttöjännite oli 6 V. Siitä lähtien moottorin iskutilavuudet kasvoivat ja vaativat suuremman sähkökäynnistysmoottorin.

12 V järjestelmä standardisoitui, kun tarvittiin lisää elektronisia laitteita. Historiallisesti varhaiset autot tarvitsivat vain pienen akun moottorin käynnistämiseen ja radion käynnistämiseen.

Koska ajoneuvojen elektroniikkalaitteiden määrä on kasvanut ajan myötä, on myös tullut tarve lisätä tehoa. Tämän ongelman ratkaisemiseksi käytiin keskusteluja jännitteen nostamisesta 12 V:sta korkeampaan jännitejärjestelmään, joka pystyy käsittelemään ylimääräisen tehontarpeen. 1990-luvulla ehdotettiin 42 V järjestelmää, ja vuonna 2011 saksalaiset autonvalmistajat laativat 48 V:n standardin.

Siitä lähtien hybridiautot ja sähköajoneuvot ovat alkaneet käyttää korkeampia jännitteitä. Teho (W) on jännite (V)*virta (A). Tehoa nostettaessa on tehokkaampaa nostaa jännitettä kuin virtaa. Kun virtaa lisätään, tarvitaan paksumpia kaapeleita ja myös liittimen nastat on vaihdettava. Molemmat vaikuttavat laitteiston hintaan. Siispä akun jännitteet nousivat virran sijaan.

Akun jännite kasvaa, 48 V kevythybridijärjestelmät tulevat

Pääsyy siihen, miksi 48V järjestelmä syntyi 2010-luvulla, oli päästöjen rajoittaminen. Polttomoottoreita valmistavien autonvalmistajien oli saavutettava päästötavoitteensa ja nostettava polttoainetehokkuutta parantamalla voimansiirtoja. MHEV- eli ns. kevythybridijärjestelmän sanotaan olevan yksinkertainen ja edullinen hybridijärjestelmä.

Syy siihen, miksi autonvalmistajat suosivat MHEV:ää, johtuu siitä, että se oli helppo valmistaa. MHEV-järjestelmä voidaan valmistaa lisäämällä 48 V järjestelmä olemassa olevaan polttomoottorin voimansiirtoon, jolloin päästöjä voidaan vähentää halvemmalla kuin täyshybridillä. Mutta kysymys on edelleen; miksi valittiin erityisesti 48V? Syynä on se, että monissa maissa 60 V:tä pidetään matalana jännitteenä, joka ei ole vaarallinen ihmiskeholle. Edellä mainittujen lisäksi puhelinlinjoissa on käytetty 48 V:n tehojärjestelmiä viimeiset 100 vuotta, mikä todistaa entisestään, että ajoneuvoissakin 48 V järjestelmä on turvallinen.

Korkea jännite sähköautoissa

Sähköajoneuvojen perusvoimansiirtokokoonpano koostuu suurjänniteakusta, invertteristä ja sähkömoottorista. Sähköautojen voimansiirrot käyttävät korkeaa jännitettä. Sähköauton tehokkuus liittyy DC/DC-muuntimen tehokkuuteen. Sähköautoissa on erilaisia tehonmuunnossovelluksia, kuten LDC, OBC ja invertteri. Erilaisia DC/DC-muuntimen topologioita käytetään integroimaan samanlaisia sovelluksia. Esimerkiksi OBC (On Board Charger) ja LDC (Low-Voltage DC/DC Converter) ovat kehitteillä järjestelmäintegraatiota varten, joilla on etu vähentää komponentteja ja säästää tilaa.

Korkeajännitteinen MLCC takaa luotettavuuden

Miten suurjännite-MLCC:n rakenne eroaa yleisen MLCC:n rakenteesta? Luotettavuus on taattava korkeajänniteympäristöissä. Korkeajännitesovelluksiin käytettävä MLCC on alttiina valokaaririskille, ja MLCC:n sisällä voi tapahtua oikosulku.

Korkealla jännitteellä MLCC:n ympärille muodostuu voimakas sähkökenttä, joka ionisoi ympäröivän ilman. Erityisesti voimakas sähkökenttä on keskittynyt MLCC:n molempiin johtimiin. Jos se ylittää ionisoidun ilman aloitusjännitteen, syntyy sähkökaaria, jotka lopulta johtavat oikosulkuun MLCC:n sisällä. Tämän ilmiön estävä rakenne on MLCC:n sisällä oleva suojakuvio.

Kelluva rakenne on suunnittelu, joka pienentää oikosulkuriskiä MLCC-murtumisissa, mutta se on hyödyllinen myös korkeajännitetuotteissa. Kelluva rakenne jakaa jännitettä, joten MLCC:n sisällä oleva jännite on vain puolet johtimiin syötetystä jännitteestä. Esimerkiksi kun 1000V syötetään MLCC:n molempiin päihin, jos kelluvaa mallia käytetään, MLCC:n eristävään kerrokseen syötetään vain puolet eli 500V. Tämä on ehdottomasti etu luotettavuuden kannalta, koska eristekerrosten väliin kohdistuva sähkökenttä pienenee. Jännite ja lämpötila ovat avaintekijöitä MLCC:n käyttöiän määrittämisessä.

Samsung Electro-Mechanicsin korkeajännite-MLCC takaa luotettavuuden suurjännitesovelluksissa. Lisätietoa ja yksityiskohtia yrityksen kokoonpanosta löytyy nettisivuilta. Lisätietoja on saatavissa täältä.

 

 

Komponentti

Koko (mm)

Kapasitanssi (jännite)

Lämpötila

    Datalehti

CL31C471JIH3PNE

1206 tuumaa (3216 mm)

470pF (1000V)

C0G (-55 ~ +125℃)

 

CL31B222KIFXPNE

1206 tuumaa (3216 mm)

2.2nF (1000V)

X7R (-55 ~ +125℃)

 

CL31C472JHH1PNE

1206 tuumaa (3216 mm)

4.7nF (630V)

C0G (-55 ~ +125℃)

 

CL31B103KHFXPNE

1206 tuumaa (3216 mm)

10nF (630V)

X7R (-55 ~ +125℃)

 

 

 

back to top
MORE NEWS

6G-autosta tulee satojen miljoonien koodirivien laite

Tulevaisuudessa 6G-verkkoon jatkuvasti kytketystä autosta tulee todellinen ohjelmistoekosysteemi, jossa eurooppalaisten pitää pystyä kilpailemaan amerikkalaisten ja kiinalaisten autovalmistajien kanssa. Kun F-35-hävittäjälentokoneessa on kahdeksan miljoonaa riviä koodia, on nykyaikaisessa henkilöautossa on jo satoja miljoonia koodirivejä.

Nokia menettää jopa 50-60 tuhatta tukiasemaa

Tämän viikon suurin suomalaisuutinen on eittämättä ollut se, että Nokia menetti asemansa amerikkalaisen AT&T:n hovitoimittajana. Amerikkalaisarvioissa puhutaan nyt, että tämä tarkoittaa jopa 50-60 tuhatta 5G-tukiasemaa. Kyse on jopa 10 miljardin dollarin investoinnista.

Ensi vuonna tekoäly varastaa datasi

Tietoturvayritys Trend Micron kyberturvaraportti ennustaa, että tekoälypohjaiset hyökkäykset kiihtyvät vuonna 2024. Yhtiö varoittaa generatiivisen tekoälyn kasvavasta roolista verkkorikollisuuden maailmassa, ja kuinka siihen pohjautuvat työkalut vauhdittavat tulevaisuudessa käyttäjien manipulointia ja identiteettivarkauksia.

Nokian prosessori kiihdyttää uusiin ennätyksiin kuidussa

Nokia on testannut yhdessä Orangen kanssa uusinta kuitulinkkien PSE-6s-prosessoriaan. Demossa kirjattiin uusi datansiirtoennätys, kun 6600 kilometrin päähän siirrettiin dataa peräti 800 gigabitin sekuntinopeudella. Nokian prosessori kiihdyttää kuituyhteydet uusiin ennätyksiin.

Kouvolaan uusi 60 megawatin datakeskus

Islannin Reykjavikissa päämajaansa pitävä pohjoismainen datakeskusoperaattori atNorth kertoo rakentavansa Kouvolaan uuden megaluokan datakeskuksen. Datakeskuksen vuoden 2025 loppupuolella valmistuva ensimmäinen vaihe on kapasiteetiltaan 60 megawattia. Sen tuottama hukkalämpö tulee tarjoamaan Kouvolan kaupunkilaisille lämmitystä sekä kuumaa vettä.  

Ericsson vei Nokialta tärkeän asiakkuuden

Nokia vahvisti tänään menettäneensä AT&T:n tulevien vuosien rakennushankkeet, kun operaattori siirtyy käyttämään enemmän Open RAN -tekniikkaa. Asiakkuus näyttää siirtyneen pitkälti Ericssonille, joka raportoi operaattorin jopa 14 miljardin dollarin investoinneista seuraavan viiden vuoden aikana.

Uusin OnePlus kisaa vakavasti parhaimman Android-puhelimen tittelistä

OnePlus on julkistanut Kiinassa uusimman lippulaivapuhelimensa. OnePlus 12 on yritykselle erittäin tärkeä tuote, sillä sen avulla se haastaa tosissaan Samsungin markkinoiden parhaimman Android-puhelimen tittelistä.

Joka toisella on jo 5G-puhelin ja se näkyy datankäytössä

DNA on vertaillut mobiililiittymiensä datankäyttöä eri kaupungeissa. Vantaalla kännykkänetissä roikutaan eniten, mutta datamäärät kasvavat tasaisesti kaikkialla. Syynä on 5G-puhelimien yleistyminen. Jo joka toisella suomalaisella on sellainen.

Miksi lataaminen ei ole vain Tankkaaminen 2.0?

Mitä erikoista sähköajoneuvojen latausportissa on verrattuna perinteisten ajoneuvojen polttoainesuuttimeen? Ensi silmäyksellä ei paljoa, ja siksi latauspistoke sijoitettiin yksinkertaisesti tankin korkin taakse ensimmäisissä sähköautomalleissa. Tämä ei kuitenkaan ole ihanteellinen paikka latausportille, etenkään turvallisuusnäkökohtien osalta.

Nokialle iso takaisku Yhdysvalloissa

Nokia ei yleensä kommentoi asiakkaitaan koskevia markkinahuhuja, mutta amerikkalaisen AT&T:n kohdalla se tekee poikkeuksen. Yhtiö myöntää, että operaattori aloittaa viisivuotisen Open RAN -projektin muiden laitetoimittajien kanssa. Nokian matkapuhelinverkot-ryhmän liikevaihtoon tämä tekee ison loven.

Mikropiirejä myydään ennätysmäärä ensi vuonna

17 prosenttia kasvua. Ei Gartnerin ennuste ensi vuoden puolijohdeteollisuudelle nyt hullummalta kuulosta. Kaikkiaan mikropiirejä myydään 624 miljardilla dollarilla. Tänä vuonna myynti pienenee kuitenkin 11 prosenttia.

Pahimmillaan Outlook on vaarallinen, vaikkei tekisi mitään

Microsoft Outlook on yksi käytetyimpiä sähköposti- ja kalenterisovelluksia, eikä monikaan enää klikkaile sen tarjoamia hämäriä linkkejä. Check Pointin tutkimus varoittaa kuitenkin, että pahimmillaan Outlook voi aiheuttaa ongelmia, vaikka vain lukisi viestejä.

Tietokoneemme mullistuu – mitä jäi käteen Slushista?

Slushin tarina sai alkunsa 15 vuotta sitten Kulttuuritehdas Korjaamolla. Pienimuotoisesta sijoittajatapahtumasta on kasvanut 3000 startupin ja 5000 sijoittajan jättitapahtuma. Mitä jäi käteen tällä kertaa? Ainakin valtava määrä ideoita. Tärkein tietokoneemme on muuttumassa tekoälyn takia, kuten Nothingin perustaja Carl Pei sanoi.

Marraskuun luetuin: syy akkujen kapasiteetin heikkenemiseen löytyi

Akkuasiantuntijat Texasin yliopistossa Austinissa ovat valaisseet uutta valoa sähköajoneuvoissa yleisesti käytettyjen akkukomponenttien kriittiseen ongelmaan. Ongelmaksi paikantuivat reaktiiviset elektrolyytit, jotka ajan myötä aiheuttavat halkeamia nikkelipohjaisiin katodeihin.

Nordic Semiconductor täyttää jo 40 vuotta – suunnittelutalosta langattomiin piireihin

Trondheimissa perustettiin jo 40 vuotta sitten yritys, josta on kasvanut tärkeä toimittaja langattomien järjestelmäpiirien alueelle. Nordic Semiconductorin historiaa voisi kuvata yhdeksi kahdesta 20-vuotiaasta yhdistyneestä yrityksestä, joista ensimmäinen loi kriittisen teknisen perustan toiselle.

Tekoäly tekee auton liikeanturista nopeamman

STMicroelectronics on viime aikoina lisännyt tekoälyä liikeantureihinsa, jotta laskenta rasittaisi järjestelmäprosessoria vähemmän. Nyt yhtiön uusin anturi toimii aina 125 asteen lämpötilaan asti eli se kestää autojen ankaria olosuhteita.

Pian kaikki uudet autot näkevät pimeässä

Yhdysvalloissa tieliikenteen turvallisuutta valvova virasto NHTSA haluaa, että kaikki uudet autot osaavat jarruttaa automaattisesti jalankulkijan edessä. Tämä edellyttää uusia ratkaisuja ajoneuvoihin. Yksi niistä on lämpökamera, joka näkee kaiken jopa täysin pimeässä.

Slush: suomalaisyritys tekee älykellosta ohjauslaitteen

Suomalainen DoublePoint haluaa tehdä useimpien ranteessa olevasta älykellosta erilaisten virtuaaliympäristöjen ohjauslaitteen. Yhtiö lupaa aloittaa demoamisen piakkoin ja tammikuussa Las Vegasin CES-messuilla se esittelee omaa kehitysalustaansa, kertoivat toimitusjohtaja Ohto Pentikäinen ja tuotejohtaja Thomas Joseph Slush-tapahtumassa.

Odotettu käänne tapahtuu vihdoin kännykkämarkkinoilla

Tänä vuonna myydään 1,16 miljardia uutta älypuhelinta. Määrä on 3,5 prosenttia pienempi kuin viime vuonna. IDC-tutkimuslaitoksen mukaan vuoden viimeisellä neljänneksellä tapahtuu kuitenkin valmistajien pitkään odottama käänne, kun markkina kääntyy kasvuun pitkän taantuman jälkeen.

Amerikkalaiset pelkäävät kiinalaisia lidareita

Lidar-valmistajien osakkeet laskivat tällä viikolla, kun komitea pyysi Yhdysvaltain hallitusta tutkimaan lidar-markkinoita Kiinan ja mahdollisten turvallisuusuhkien valossa. Tällainen huoli Yhdysvalloissa on aiemmin johtanut siihen, että Yhdysvallat on heittänyt kiinalaisia ​​yrityksiä pois markkinoiltaan.

2023 # 50 år pc-box
Digi-Key
till april # Rohde mobox square mxo5
2023 # 50 år mobilbox
 2023  # mobilbox
ALWAYS #   ETNdigi-banner mobox
TMSNet  advertisement

© Elektroniikkalehti

 
 

TECHNICAL ARTICLES

Miksi lataaminen ei ole vain Tankkaaminen 2.0?

Mitä erikoista sähköajoneuvojen latausportissa on verrattuna perinteisten ajoneuvojen polttoainesuuttimeen? Ensi silmäyksellä ei paljoa, ja siksi latauspistoke sijoitettiin yksinkertaisesti tankin korkin taakse ensimmäisissä sähköautomalleissa. Tämä ei kuitenkaan ole ihanteellinen paikka latausportille, etenkään turvallisuusnäkökohtien osalta.

Lue lisää...

OPINION

Tietokoneemme mullistuu – mitä jäi käteen Slushista?

Slushin tarina sai alkunsa 15 vuotta sitten Kulttuuritehdas Korjaamolla. Pienimuotoisesta sijoittajatapahtumasta on kasvanut 3000 startupin ja 5000 sijoittajan jättitapahtuma. Mitä jäi käteen tällä kertaa? Ainakin valtava määrä ideoita. Tärkein tietokoneemme on muuttumassa tekoälyn takia, kuten Nothingin perustaja Carl Pei sanoi.

Lue lisää...
 
TULEVIA TAPAHTUMIA
Security Screening Solutions Demo Day, Helsinki-Vantaa Lentoasema, 22.11.2023
RF-mittaustekniikan 2-päiväinen koulutus (huom. maksullinen). Tammikuu 2024, Vantaa ja Oulu (tiedustelut)
 

 

LATEST NEWS

  • 6G-autosta tulee satojen miljoonien koodirivien laite
  • Nokia menettää jopa 50-60 tuhatta tukiasemaa
  • Ensi vuonna tekoäly varastaa datasi
  • Nokian prosessori kiihdyttää uusiin ennätyksiin kuidussa
  • Kouvolaan uusi 60 megawatin datakeskus

NEW PRODUCTS

  • 40 gigabittiä ja 100 wattia vedenkestävästi
  • Uusi anturi 800 voltin kolmivaiheisiin inverttereihin
  • Kaksiosaista suojaa ylijännitteiltä
  • Varmaa EMI-suojausta eri muodoissa
  • SiC-moduuleilla enemmän tehoa sähköauton lataukseen
 

NEWSFLASH

Tweets by ETN_fi
 

Section Tapet