Fraunhoferin tutkijat toivovat parantavansa kotilatauksen tehokkuutta
Fraunhoferin tutkijat pyrkivät parantamaan tehokkuuttakotilataus. Lataus vaihtovirralla, joko tavallisen pistorasiasta tai aseinälaukku laturi, johtaa usein merkittäviin energiahäviöihin. Fraunhofer IZM:n johtama konsortio pyrkii nyt parantamaan kotitaloussähköllä lataamisen tehokkuutta.
Haaste johtuu siitä, että sähköverkko toimii vaihtovirralla, kun taas ajoneuvojen akut varastoivat tasavirtaa, mikä edellyttää muuntamista. sisäänAC-lataus, tämä muunnos tapahtuu ajoneuvon sisälläsisäänrakennettu laturi, mikä aiheuttaa väistämättä energiahäviöitä. Vaikka ICCB-yksikön käyttäminen kotitalousvirtalähteenä ja seinälatauslaite eroaa, kumpikaan ei poista näitä häviöitä täysin.
Osana BMBF:n rahoittamaa EnerConnect-projektia Fraunhofer Institute for Reliability and Microintegration IZM:n tutkijat yhdessä Berliinin teknisen yliopiston, Delta Electronics Inc:n, BIT GmbH:n ja Infineon Technologies AG:n kanssa tutkivat piiriä, joka hyödyntää innovatiivisia kaksisuuntaisia estävät galliumnitridistä valmistetut GaN-transistorit-puolijohteet.
Kuten piikarbidi (SiC), jota käytetään jo osittain sähköajoneuvojen tehoelektroniikassa, GaN-puolijohteet mahdollistavat korkeita kytkentätaajuuksia, mikä mahdollistaa pienempiä ja mahdollisesti halvempia komponentteja. Perinteiset GaN-transistorit voivat kuitenkin estää jännitteen vain yhteen suuntaan. Sitä vastoin kaksisuuntaisissa estävissä GaN-transistoreissa on kaksi hilarakennetta, jotka hallitsevat sekä negatiivisia että positiivisia jännitteitä, mikä tekee niistä erityisen hyödyllisiä muuntimille ja tasasuuntaajille, jotka on kytketty julkiseen verkkoon, kuten Fraunhofer IZM totesi.
EnerConnect-tiimin kehittämä piiri olisi liian monimutkainen perinteisten puolijohteiden kanssa, mutta GaN-teknologia tekee siitä toteuttamiskelpoisen. Tämä buck-boost-muuntimena tunnettu järjestelmä voi vastaanottaa sekä korkeampia että pienempiä tulojännitteitä. Avain on kaksisuuntaisissa estotransistoreissa, jotka hyödyntävät tämän suunnittelun etuja. Perinteisesti sähköajoneuvojen aktiiviset tasasuuntaajat toimivat korkealla jännitteellä, mutta uusi tutkittava piiri mahdollistaa alhaisemmat jänniteasetukset, mikä auttaa vähentämään kytkentähäviöitä.
Lisäksi tämä piiri mahdollistaa muuntimen portaiden vähentämisen. Tyypillisesti tasasuuntaajassa tulojännitettä lisätään ensin kahdella komponentilla ja sitten pienennetään vastaamaan vaadittua akkujännitettä. Käyttämällä kaksisuuntaisia esto-GaN-transistoreja nämä kaksi vaihetta voidaan virtaviivaistaa yhdeksi muuntajavaiheeksi, mikä parantaa tehokkuutta ja alentaa materiaalikustannuksia.
Tämän seurauksena muuntimen hyötysuhde voi nousta jopa 99 %:iin, jolloin myös kytkentätaajuuden lisäys on mahdollista. Tutkijat ovat asettaneet kunnianhimoiseksi tavoitteeksi 300 kHz. "300 kHz:n kytkentätaajuuteen pyrkiminen voi lisätä tehotiheyttä15 kWlitraa kohden - 800 % lisäys nykyisiin markkinoilla oleviin laturiin", Fraunhofer IZM kertoo. Tämä innovaatio voi johtaa tehokkaan sisäisen laturin luomiseen, joka on pienempi kuin nykyiset mallit.
Fraunhofer IZM korosti ilmoituksessaan "merkittäviä etuja tehotiheydessä ja tehokkuudessa", mikä viittaa siihen, että sähköajoneuvojen lataaminen tavallisista kotitalouspistorasioista voisi olla paljon tehokkaampaa. Vaikka tämä ei vastaa latauskapasiteettiaDC-pikalaturit, se viittaa mahdollisuuteen kompaktiin22 kW:n sisäiset laturit. Tällä hetkellä suurin osa sähköautoista on varustettu kolmivaiheisilla11 kW:n sisäiset laturit16 ampeerilla; Kustannus- ja tilasyistä monet valmistajat eivät tarjoa22 kWmallit. GaN-transistorit voisivat vastata sekä tila- että kustannushaasteisiin22 kW:n sisäiset laturithelpommin saatavilla.
Alkuperäinen uutissivusto:
electrive.com, fraunhofer.de
Tunnisteet: #AC-lataus #seinälaturi #kotilataus #DC-pikalaturit #22kw integroidut laturit #sisäinen laturi #11kw integroidut laturit