在需要或足夠低開關頻率的應用中，傳導損耗和熱設計的簡單性都是關鍵因素。 WBG 器件固有的高功率密度會給熱管理帶來挑戰(zhàn)。同時，硅 IGBT 和 MOSFET 的芯片面積更大，可以在這些場景中簡化熱管理。
　　電動汽車將復雜的電路與多個子系統(tǒng)結合在一起，不需要半導體技術的高開關能力。
　　應用領域　　圖 1 顯示了電動汽車中通用電池分配單元 (BDU) 的圖示。

　　圖 1. 電池分配單元。圖片由博多電力系統(tǒng)提供 [PDF]
　　熱管理子系統(tǒng)、預充電電路和放電電路中的PTC加熱器不一定需要更高的開關頻率。相反，這些需要低傳導損耗、高浪涌電流能力和堅固的半導體以實現(xiàn)高可靠性。
　　熱管理
　　與本質上以熱能形式產(chǎn)生大量浪費能源的內(nèi)燃機 (ICE) 車輛不同 ，電動汽車的效率要高得多。這種效率的結果是它們不能產(chǎn)生足夠的廢熱來加熱車廂。
　　在電動汽車中，有兩個與熱管理相關的重要要求：
　　電動汽車電池調節(jié)
　　寒冷環(huán)境條件下的駕駛室加熱　　在寒冷的環(huán)境溫度下，PTC 加熱器和熱泵用于調節(jié)電池以獲得最佳性能，產(chǎn)生的熱量也可用于座艙加熱。 PTC 加熱器的典型電路配置如圖 2 所示。

　　圖 2.  PTC 加熱器電路。圖片由博多電力系統(tǒng)提供 
　　該應用中 IGBT 的開關頻率范圍為數(shù)十至數(shù)百赫茲。半導體的低通態(tài)壓降、堅固性（短路能力）和良好的熱性能是該應用的關鍵因素。
　　放電電路
　　800 V BEV 系統(tǒng)中的直流母線電容器放電要求
　　高壓電池電動汽車的關鍵安全協(xié)議需要在兩種不同的操作場景下對直流母線電容器進行放電：
　　正常運行關閉
　　碰撞后或嚴重故障檢測等緊急情況
　　這些放電機制是基本的安全功能，旨在減輕車輛乘員和維修人員的觸電風險，同時防止?jié)撛诘幕馂奈ｋU。該應用程序通常具有基于制造商風險評估協(xié)議的汽車安全完整性 B 級 (ASIL-B) 分類。
　　在 800V BEV 架構中，標稱電池電壓屬于 B 級電壓 (60 V 1500 V)。根據(jù)ISO 6469-4 4 安全規(guī)定，系統(tǒng)必須確保在緊急情況下快速降低電壓。具體來說，總線電壓必須在碰撞后車輛停止后的 5 秒窗口內(nèi)降低至并保持在 60 V dc 以下?！　〉湫偷姆烹婋娐啡鐖D 3 所示。

　　圖 3. 直流母線電容器放電電路。圖片由博多電力系統(tǒng)提供
　　直流母線電容器可通過 IGBT 放電。當需要時，IGBT 導通，并且電容器中的所有能量可以通過與 IGBT 串聯(lián)的R dis電阻釋放。具有高浪涌電流能力的堅固耐用的 IGBT 對于該應用非常重要。
　　預充電電路
　　預充電電路通常用于電動汽車，包括電池管理系統(tǒng)和車載充電器，以及電源和配電裝置等工業(yè)應用。在電動汽車中，控制器不僅處理高電容電氣元件，還通過控制流向電機的功率來確保電機平穩(wěn)高效地運行。預充電電路中的高壓正負接觸器可以安全地連接和斷開電容器的電源，防止啟動過程中出現(xiàn)過大的浪涌電流。它們在必要時通過隔離組件來確保受控充電并維護系統(tǒng)安全。如果沒有預充電電路，閉合期間接觸器內(nèi)可能會發(fā)生焊接，導致短暫的電弧和潛在的損壞?！　D 4 顯示了其中一種預充電電路拓撲。

　　圖 4. 預充電電路。圖片由博多電力系統(tǒng)提供
　　在上面的電路中，有兩個大電流、高壓接觸器 S1 和 S2、一個單獨的預充電開關 T1 以及一個直流母線電容器 C1，它們與負載（例如牽引逆變器）并聯(lián)連接。最初，兩個高電流接觸器 S1 和 S2 均打開，將高壓電池與兩端的負載隔離。預充電通過閉合開關 T1 (1300 V A5A IGBT) 以及高壓負極接觸器 S1 開始，使直流母線電容器充電至與電池電壓相等的電壓。預充電過程結束后，開關T1打開，高壓正極接觸器S2閉合。由于直流母線電容器在閉合高壓正負接觸器之前已充電，因此不存在明顯的浪涌電流。 1300 V A5A IGBT 具有高浪涌電流能力，這使其適合此應用。
　　1300 V A5A 溝槽 IGBT　　為了滿足 800 V BEV 不斷發(fā)展的需求，Littelfuse 推出了一系列 1300 V 溝槽分立 IGBT，如圖 6 所示。這些器件專為注重降低傳導損耗 (P cond )、良好熱性能和耐用性的應用而設計。該系列中的 A 類 IGBT 具有優(yōu)化的低集電極-發(fā)射極飽和電壓 (V CE(sat) )，從而增強了其低頻開關性能。這些 IGBT 具有高達 10 微秒的短路魯棒性。這一特性對于關鍵的 BEV 系統(tǒng)（例如 PTC 加熱器）特別有利，這對于駕駛室加熱和電池調節(jié)至關重要。此外，這些IGBT還可應用于預充電和放電電路。

　　圖 6.  1300 V A5A 產(chǎn)品系列。圖片由博多電力系統(tǒng)提供
　　該系列包括集電極電流為 15 A、30 A、55 A 和 85 A 的單 IGBT，外殼溫度為 110 °C。封裝選項包括 SMD TO-263HV、TO-268HV 和通孔 TO-247。與傳統(tǒng)的三引腳 TO-263 和 TO-268 封裝相比，SMD 封裝為 HV 版本，可提供增強的爬電距離和間隙。
　　特點和優(yōu)點
　　更高擊穿電壓 BV CES： 1300 V 擊穿電壓專為 800 V BEV 架構量身定制，適用于乘用車和重型卡車。該 1300 V 額定電壓為直流鏈路電壓提供了緩沖，該電壓會根據(jù)電池的充電狀態(tài)而波動，特別是在 1200 V 額定電壓可能帶來挑戰(zhàn)的情況下。
　　更寬的電流 IC 范圍： 110°C 時集電極電流范圍為 15 A 至 85 A，可滿足各種應用中的乘用車和重型車輛的要求。
　　最小化傳導能量損耗 E cond：該系列具有1300 V IGBT 中最低的 V CE(sat)值之一，可有效最小化傳導損耗。這一特性不僅提高了效率，還減輕了熱設計挑戰(zhàn)。
　　短路能力 tSC： 1300 V IGBT 設計用于處理長達 10 微秒的短路情況，使其適合需要穩(wěn)健性能和增強可靠性的汽車應用。
　　封裝：表面貼裝分立封裝包括 TO-263HV、TO-268HV 和通孔 TO-247。與標準 3 引腳變體相比，這些 SMD 封裝的高壓 (HV) 版本改善了爬電距離和間隙距離。