ماژول شارژ DC خودروهای برقی با راندمان بالای SiC و توان 40 کیلووات

ماژول شارژ با راندمان بالای SiC با توجه به افزایش تقاضا برای شارژ سریع ولتاژ بالا، پتانسیل بالایی دارد. پس از رونمایی جهانی پورشه از مدل Taycan با پلتفرم ولتاژ بالای ۸۰۰ ولت در سپتامبر ۲۰۱۹، شرکت‌های بزرگ تولیدکننده خودروهای برقی مدل‌های شارژ سریع ولتاژ بالای ۸۰۰ ولت مانند هیوندای IONIQ، لوتوس Eletre، BYD Dolphin، آئودی RS e-tron GT و غیره را عرضه کرده‌اند. همه این مدل‌ها در این دو سال تحویل داده شده‌اند یا به تولید انبوه رسیده‌اند. شارژ سریع ۸۰۰ ولتی در حال تبدیل شدن به جریان اصلی بازار است. CITIC Securities پیش‌بینی می‌کند که تا سال ۲۰۲۵، تعداد مدل‌های شارژ سریع ولتاژ بالا به ۵.۱۸ میلیون دستگاه خواهد رسید و نرخ نفوذ آن از کمی بیش از ۱۰ درصد فعلی به ۳۴ درصد افزایش خواهد یافت. این امر به نیروی محرکه اصلی رشد بازار شارژ سریع ولتاژ بالا تبدیل خواهد شد و انتظار می‌رود شرکت‌های بالادستی مستقیماً از آن بهره‌مند شوند. طبق اطلاعات عمومی، ماژول شارژ جزء اصلی شمع شارژ است که حدود 50٪ از کل هزینه شمع شارژ را تشکیل می‌دهد؛ در میان آنها، دستگاه قدرت نیمه‌هادی 30٪ از هزینه ماژول شارژ را تشکیل می‌دهد، یعنی ماژول قدرت نیمه‌هادی حدود 15٪ از هزینه شمع شارژ را تشکیل می‌دهد و به زنجیره ذینفع اصلی در فرآیند توسعه بازار شمع شارژ تبدیل خواهد شد. در حال حاضر، دستگاه‌های قدرت مورد استفاده در پیل‌های شارژ عمدتاً IGBT و MOSFET هستند که هر دو محصولات مبتنی بر سیلیکون هستند و توسعه پیل‌های شارژ برای شارژ سریع DC، الزامات بالاتری را برای دستگاه‌های قدرت مطرح کرده است. به منظور شارژ سریع خودرو به سرعت سوخت‌گیری در پمپ بنزین، خودروسازان به طور فعال به دنبال موادی هستند که بتوانند راندمان را بهبود بخشند و کاربید سیلیکون در حال حاضر پیشرو است. کاربید سیلیکون دارای مزایای مقاومت در برابر دمای بالا، مقاومت در برابر فشار بالا، توان بالا و غیره است که می‌تواند راندمان تبدیل انرژی را بهبود بخشد و حجم محصول را کاهش دهد. بیشتر خودروهای الکتریکی از طرح‌های شارژ AC داخلی استفاده می‌کنند که برای شارژ کامل باید چندین ساعت طول بکشد. استفاده از توان بالا (مانند 30 کیلووات و بالاتر) برای تحقق شارژ سریع خودروهای الکتریکی به جهت‌گیری مهم بعدی در طرح‌بندی شمع‌های شارژ تبدیل شده است. علیرغم مزایای پیل‌های شارژ با توان بالا، چالش‌های زیادی نیز به همراه دارد، از جمله: نیاز به انجام عملیات سوئیچینگ با فرکانس بالا و توان بالا و گرمای تولید شده توسط تلفات تبدیل. با این حال، محصولات SiC MOSFET و دیود دارای ویژگی‌های مقاومت ولتاژ بالا، مقاومت در برابر دمای بالا و فرکانس سوئیچینگ سریع هستند که می‌توانند به خوبی در ماژول‌های شارژ پیل مورد استفاده قرار گیرند. در مقایسه با دستگاه‌های سنتی مبتنی بر سیلیکون، ماژول‌های کاربید سیلیکون می‌توانند توان خروجی پیل‌های شارژ را تقریباً 30٪ افزایش داده و تلفات را تا 50٪ کاهش دهند. در عین حال، دستگاه‌های کاربید سیلیکون همچنین می‌توانند پایداری پیل‌های شارژ را افزایش دهند. برای شارژ پیل‌ها، هزینه هنوز یکی از عوامل مهم محدودکننده توسعه است، بنابراین چگالی توان پیل‌های شارژ بسیار مهم است و دستگاه‌های SiC کلید دستیابی به چگالی توان بالا هستند. به عنوان یک دستگاه با ولتاژ بالا، سرعت بالا و جریان بالا، دستگاه‌های کاربید سیلیکون ساختار مدار ماژول شارژ پیل DC را ساده می‌کنند، سطح توان واحد را افزایش می‌دهند و چگالی توان را به طور قابل توجهی افزایش می‌دهند که راه را برای کاهش هزینه سیستم پیل شارژ هموار می‌کند. از منظر هزینه بلندمدت و راندمان استفاده، شمع‌های شارژ پرقدرت با استفاده از دستگاه‌های SiC فرصت‌های بزرگی را در بازار ایجاد خواهند کرد. طبق داده‌های CITIC Securities، در حال حاضر، میزان نفوذ دستگاه‌های کاربید سیلیکون در شمع‌های شارژ خودروهای انرژی نو تنها حدود ۱۰ درصد است که این امر فضای وسیعی را برای شمع‌های شارژ پرقدرت باقی می‌گذارد. MIDA Power به عنوان یک تامین‌کننده پیشرو در صنعت شارژ DC، محصول ماژول شارژ با بالاترین چگالی توان، اولین ماژول شارژ با سطح حفاظت IP65 با فناوری مجرای هوای مستقل را توسعه داده و عرضه کرده است. MIDA Power با یک تیم تحقیق و توسعه قوی و اصول بازارمحور، تلاش زیادی را صرف کرده و با موفقیت ماژول شارژ SiC با راندمان بالا 40 کیلووات را توسعه داده است. با حداکثر راندمان خیره‌کننده بیش از 97٪ و محدوده ولتاژ ورودی بسیار گسترده از 150 ولت DC تا 1000 ولت DC، ماژول شارژ SiC 40 کیلووات تقریباً تمام استانداردهای ورودی در جهان را برآورده می‌کند و در عین حال به طور چشمگیری در مصرف انرژی صرفه‌جویی می‌کند. با رشد سریع تعداد شمع‌های شارژ، اعتقاد بر این است که MOSFET های SiC و ماژول شارژ SiC 40 کیلووات MIDA Power در آینده بیشتر و بیشتر در شمع‌های شارژی که به چگالی توان بالاتری نیاز دارند، استفاده خواهند شد.